新的研究揭示了我们星球极热、柔软的地层深处存在一种以前未知的磁性来源。地球的一些地幔远非磁死区,它们可能含有氧化铁(Fe2氧3)具有足够的磁力才能产生真正的效果。
由来自世界各地的科学家组成的研究小组提供的证据表明,这种矿物赤铁矿即使被挤压在岩石山下并加热到略低于 1,000 摄氏度时,它仍能保持其磁性。
“关于地幔和西太平洋强磁场区域的新知识可能为地球磁场的观测提供新的线索。”矿物物理学家 Ilya Kupenko 说来自德国明斯特大学。
在大多数情况下,磁力线的巨型笼子使地球表面潜在有害辐射偏转的是我们的液态铁芯旋转周期的结果。
这种发电机效应就是为什么我们的星球有磁场并且没有。 (无意冒犯,火星。)这么多年过去了,我们的核心仍在转动,而我们的红色邻居的心却变得冷漠而静止。
锁定在两个世界的固体地壳中的矿物质都保留着这台发电机的幽灵印记,从而产生了我们可以从轨道检测到的第二个磁影响源。
虽然类似的矿物在脚下深处大量存在,但巨大的热量和压力造成的扭曲最终应该会抹去过去的印记一个临界点你走得越远。至少理论上是这样。
但在极端条件下对特定材料进行测试说起来容易做起来难。
随着我们星球磁场的两极跳来跳去以我们正在努力预测的方式,了解地幔中潜在磁性材料的真正行为似乎比以往任何时候都更加重要。
为了应对研究赤铁矿在深部的形态所涉及的技术挑战,研究人员结合了一种称为穆斯堡尔光谱在金刚石砧中进行激光加热。
它使他们能够将赤铁矿样品加热到 300 到 1,300 开氏度(26 到 1,026 摄氏度,或 80 到 1,880 华氏度)之间,同时将其压缩到 90 吉帕斯卡,即大气重量的近 90,000 倍。
然后使用伽马射线分析构成样品的粒子的精确位置,使研究人员能够以足够的精度校准温度,以确定不同相之间的磁转变。
虽然从长远来看,这种矿物的磁性确实消失了,但在 1,200 开氏度以下仍可检测到。
这仍然排除了大部分地幔的存在,地幔的数量通常在 1,000 到 1000 之间。3,000 开氏度。但这是一次千钧一发的事件,暗示地表以下数百公里处的赤铁矿块可能具有磁性。
“因此,我们能够证明地幔并不像迄今为止所假设的那样在磁力上‘死亡’,”矿物学家卡门·桑切斯·瓦莱 (Carmen Sanchez-Valle) 说道来自明斯特大学。
“这些发现可能证明与地球整个磁场有关的其他结论是正确的。”
例如,这一发现可以帮助我们理解为什么场强区域的漂移速度比我们的模型可以解释的要快,提示过早更新我们用来在全球范围内导航的特定类型的地图。
太平洋西北部俯冲板片中的赤铁矿可能会影响我们追踪磁运动的方式。
“我们现在所知道的——地幔中存在磁性有序的物质——在未来对地球磁场和两极运动的分析中应该考虑到这一点,”地球化学家列昂尼德·杜布罗文斯基说来自德国拜罗伊特大学。
去年,欧洲航天局蜂群使命检测到微弱信号地球海洋中溶解离子漩涡产生的磁性。
虽然像这样的微妙影响可能看起来微不足道,但我们严重依赖磁场来屏蔽我们表面的技术免受极端太阳活动的影响。重要的是,我们要尽可能了解我们头上的保护笼。
这项研究发表于自然。