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5.65億年前地球磁場曾瀕臨崩潰﹐內地核及時「硬化」挽回最糟局面
地球磁場保護著包括人類在內的生物得以安然生活在這顆星球上﹐但地磁場也曾弱極一時﹐差點就讓地球走向毀滅。一項新研究發現﹐地磁場強度在大約5.65億年前曾下降到最低點﹐幾近崩潰﹐是地核及時「硬化凝固」﹐重新增強磁場﹐地球才有了今天種種風貌。這一發現為科學界對地核形成的分歧意見提供了新見解﹐也支持地核相對年輕(和地球本體相比)的理論。
地核(core)位於地球構造的最內部﹐由鐵和鎳組成﹐半徑約3,470公里﹐溫度約4,000~6,000 ℃﹐由地震波分析與地球磁場的自激發電機理論可知﹐地核再分為固態內核與液態外核﹕外核處於融熔狀態﹐內核則是固態鐵。
但地核在很早很早之前應該完全為液態﹐究竟如何形成固態內核一直是個謎團﹐科學界為此爭論了逾80年﹐並且認為固態內核出現的時間從5億年前到25億年前的說法都有。現在﹐由羅徹斯特大學古地磁學家Richard Bono領導的團隊提供證據證明﹐固態內核應是在5.65億年前開始成形。該團隊分析一塊地質年齡達5.65億年的岩石﹐內含斜長石(plagioclase)與單斜輝石(clinopyroxene)單晶結構﹐發現晶體中針狀富鐵粒子與岩石形成時存在的磁場方向一致﹐表明當時行星的磁場極其微弱﹐比如今的磁場強度還要弱10倍。
再結合過去的研究指出﹐磁場於這段時間內也迅速逆轉極性﹐說明地球磁場在5.65億年前可能瀕臨崩潰邊緣。然而﹐地球磁場並沒有消散﹐反而在跌到谷底後開始變強﹐研究人員認為這便是內地核硬化凝固的跡象。講講地磁場﹐古代岩石分析表明地磁場存在時間可追溯到42億年前﹐而磁場由行星內部熱能驅動導電流體循環而形成﹐但隨著時間推移﹐熱驅動循環無法再繼續提供足夠動力維持早期磁場﹐於是磁場開始減弱。
直到5.65億年前千鈞一髮之際﹐地球內核及時結晶硬化﹐溫度﹑壓力和組成成分發生變化﹐進而重新啟動地球動力學﹐產生一個更強大的新磁場﹐保護我們免受太陽風帶電粒子轟炸至今。如果沒有磁場﹐太陽風帶電粒子將逐漸剝離地球大氣層﹐讓這顆星球成為今日我們所見僅餘一片荒蕪景色的火星。
巧合的是﹐寒武紀生命大爆發(Cambrian Explosion)也始於距今5.42億年前的寒武紀時期﹐絕大多數動物「門」都在此時期出現﹐由於磁場重新增強﹑導致生命大爆發的推測似乎頗合理﹐雖然科學界目前對兩者的關聯性尚無共識。
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