Dwie masywne, niezwykle gorące struktury głęboko we wnętrzu płaszcza Ziemi – znajdujące się pod Afryką i Oceanem Spokojnym na głębokości około 2900 kilometrów – wywierają długotrwały wpływ na pole magnetyczne planety, trwający setki milionów lat. Nowe badania prowadzone pod kierunkiem profesora Andy’ego Biggina z Uniwersytetu w Liverpoolu pokazują, że struktury te tworzą kontrasty termiczne na granicy rdzeń-płaszcz, wpływając na przepływ ciekłego żelaza i generowane pole magnetyczne.
Zrozumienie geodynama
Ziemskie pole magnetyczne jest wytwarzane przez geodynamo: ruch stopionego żelaza w zewnętrznym jądrze. Proces ten jest podobny do wytwarzania energii elektrycznej przez turbinę z przepływającej wody lub pary. Jednakże rdzeń nie jest jednolity; Kluczowe znaczenie mają wahania temperatury. Naukowcy połączyli starożytne zapisy dotyczące pola magnetycznego (paleomagnetyzm) z zaawansowanymi symulacjami komputerowymi, aby zrekonstruować, w jaki sposób cechy głębokiej Ziemi kształtowały pole magnetyczne na przestrzeni 265 milionów lat.
Kontrasty termiczne i stagnacja rdzenia
Symulacje pokazują, że wierzchnia warstwa zewnętrznego rdzenia nie ma stałej temperatury. Zamiast tego istnieją zlokalizowane gorące punkty ograniczone skałami kontynentalnymi. Poniżej tych gorących obszarów ciekłe żelazo w rdzeniu może zwolnić lub nawet stagnować, zamiast płynąć energicznie, jak ma to miejsce w chłodniejszych obszarach. Oznacza to, że niektóre części pola magnetycznego pozostawały stabilne przez ogromne okresy czasu, podczas gdy inne zmieniały się dramatycznie w czasie.
„Te odkrycia sugerują, że w skalistym płaszczu tuż nad jądrem występują silne kontrasty temperaturowe” – wyjaśnił profesor Biggin. „To wpływa na przepływ ciekłego żelaza, determinując stabilność pola magnetycznego”.
Implikacje dla historii Ziemi
Odkrycie to ma szerokie implikacje dla kilku dziedzin nauki. Na przykład zrozumienie, jak zmieniało się pole magnetyczne, mogłoby pomóc w wyjaśnieniu rozpadu starożytnych superkontynentów, takich jak Pangea. Zachowanie pola magnetycznego jest również powiązane ze starożytnym klimatem, ewolucją życia, a nawet powstawaniem złóż minerałów.
Wcześniej wielu naukowców zakładało, że ziemskie pole magnetyczne zachowuje się przez długie okresy czasu jak doskonały magnes trwały. Niniejsze badanie podważa to założenie. Uzyskane dane pokazują, że pole magnetyczne jest bardziej dynamiczne i powstaje w wyniku niejednorodnych procesów głębinowych.
Badanie to podkreśla, że starożytne pole magnetyczne nie zawsze było idealnie dopasowane do osi obrotu Ziemi, co oznacza, że długoterminowe średnie mogą wprowadzać w błąd. Wyniki te potwierdzają wykorzystanie danych paleomagnetycznych do zrozumienia ewolucji głębokiej Ziemi i jej stabilnych właściwości.
Badanie opublikowano w Nature Geoscience 3 lutego 2026 r. (doi: 10.1038/s41561-025-01910-1).
Podsumowując, te nowo odkryte głębokie struktury Ziemi to nie tylko formacje geologiczne; są kluczowymi wyznacznikami długoterminowej stabilności pola magnetycznego, wpływającymi na wszystko, od ruchu kontynentów po starożytne wzorce klimatyczne. Aby w pełni zrozumieć interakcje między tymi strukturami a jądrem, potrzebne są dalsze badania, ale badania te dostarczają nowego, ważnego wglądu w dynamiczne wnętrze Ziemi.
