Medan magnet bumi melindungi kita dari radiasi kosmik yang mematikan, dan tanpanya, seperti yang Anda ketahui, kehidupan tidak akan ada. Pergerakan besi cair di inti luar planet, fenomena "geodynamo", menghasilkan medan ini. Tapi bagaimana itu muncul dan kemudian dipertahankan sepanjang sejarah bumi adalah misteri bagi para ilmuwan. Sebuah karya baru yang diterbitkan di Nature oleh sebuah kelompok yang dipimpin oleh Alexander Goncharov dari Universitas Carnegie menjelaskan sejarah formasi geologi yang sangat penting ini.
Planet kita terbentuk dari materi padat yang mengelilingi Matahari di masa mudanya, dan seiring waktu, materi terpadat, besi, tenggelam, tenggelam lebih dalam, membentuk lapisan yang kita kenal sekarang: inti, mantel, kerak. Saat ini inti bagian dalam berupa besi padat bersama dengan bahan lain yang telah dikencangkan selama proses pelapisan. Inti luar adalah paduan besi cair, dan gerakannya menghasilkan medan magnet.
Pemahaman yang lebih dalam tentang bagaimana panas dilakukan di inti dalam padat dan inti luar cair diperlukan untuk menyatukan proses yang telah mengembangkan planet kita dan medan magnetnya - dan yang lebih penting, energi yang mempertahankan medan magnet konstan. Tetapi bahan-bahan ini ternyata hanya ada dalam kondisi yang paling ekstrim: suhu yang sangat tinggi dan tekanan yang sangat tinggi. Ternyata di permukaan, perilaku mereka akan sangat berbeda.
“Kami memutuskan bahwa sangat penting untuk mengukur langsung konduktivitas termal bahan inti dalam kondisi yang sesuai dengan kondisi inti,” kata Goncharov. "Karena, tentu saja, kita tidak bisa mencapai inti Bumi dan mengambil sampel untuk diri kita sendiri."
Para ilmuwan telah menggunakan instrumen yang disebut sel landasan berlian untuk mensimulasikan kondisi inti planet dan mempelajari bagaimana besi menghantarkan panas dalam kondisi tersebut. Sel landasan berlian memampatkan sampel kecil material di antara dua berlian, menciptakan tekanan ekstrem dari kedalaman Bumi di laboratorium. Laser memanaskan material hingga suhu nuklir.
Dengan menggunakan "laboratorium nuklir", tim ilmuwan dapat mempelajari sampel besi pada suhu dan tekanan yang dapat ditemukan di dalam planet dengan ukuran mulai dari Merkurius hingga Bumi - tekanan dari 345.000 hingga 1,3 juta atmosfer normal dan dari 1300 hingga 2700 derajat Celcius - dan memahami bagaimana mereka menghantarkan panas.
Ditemukan bahwa konduktivitas termal sampel besi tersebut sesuai dengan perkiraan awal konduktivitas termal inti bumi - antara 18 dan 44 watt per meter per derajat Kelvin, dalam satuan yang digunakan para ilmuwan untuk mengukur benda-benda semacam itu. Ini menunjukkan bahwa energi yang dibutuhkan untuk memelihara geodynamo selalu tersedia sejak awal sejarah Bumi.
“Untuk lebih memahami konduktivitas termal inti, di masa mendatang kami akan mempelajari bagaimana bahan non-ferrous yang ditarik ke dalam inti bersama dengan besi yang tenggelam mempengaruhi proses termal di dalam planet kita,” kata Goncharov.
Video promosi:
ILYA KHEL
