Jordens inre kärna 1,5 miljarder år gammal?

Jag vet, vi borde tala om pluto, men det gör alla andra. Jag återkommer till denna fantastiska dvärgplanet en anna gång. I stället handlar det denna gång om vår egen planet.

2015-09_PIA19818_ip
Schematisk skiss över Jordens inre. 1. Kontinental jordskorpa,
2. Oceanisk jordskorpa, 3. Övre mantel, 4. Nedre mantel,
5. Yttre kärna, 6. Inre kärna. A. Mohorovičić gränsskiktet,
B. Gutenberg gränsskiktet, C. Lehmann–Bullen gränsskiktet.
Figur: Gretarsson, via Wikipedia.

Vår kärna är lite större än Pluto och gjord av en blandning av järn och nickel. Den upptar mer än halva jordens radie och är också den hetaste delen av jorden med upp till 6000 grader. Att Jordens kärna är uppdelad i en yttre flytande del och en inre fast del upptäcktes av Inge Lehmann 1936. Lehmann upptäckte detta genom studier av hur seismiska vågor (lågfrekvent ljud från jordbävningar) fortplantar sig genom Jordens inre. En tydlig gräns finns mellan den inre och yttre delen. Den inre tycks bete sig som en fast massa.

I lab. har man senare gjort experiment som visar att det är rimligt att finna en hård kärna i Jordens mitt. Genom att utsätta järn för 4000 grader och pressa samman det i ett ”städ” mellan två diamanter har man skapat denna hårda form av järn*. Därefter har man beskjutit provet med röntgen för att studera dess inre struktur. Vad som visar sig är att atomerna arrangerar sig i en kompakt kristallstruktur. Därför tror man idag att kärnan är sammansatt av stora kristaller arrangerade efter jordens magnetfält.

Under kristallisationsprocessen i jordens inre låses atomernas rörelseenergi. Överskottet av rörelseenergi förmedlas till de fortfarande rörliga atomerna ovanför. Dessa för energin (värme) mot ytan. Stelningen är en av de huvudsakliga processerna (tillsammans med radioaktivt sönderfall) som håller Jordens inre varmt.

Frågan har länge varit när jordens kärna började kristallisera. Detta är vad ett antal forskare från Liverpool Universitet nu tycks ha funnit svaret på. Deras studie visar på att Jordens magnetfält plötsligt ökade i styrka för 1 – 1,5 miljarder år sedan. Vad forskarna, ledda av Andy Biggin, studerat är mineralprover från olika gamla bergarter. De har kunnat konstatera att magnetfältet förändrats över tid. Framför allt har de konstaterat att magnetfältet ökade i styrka under perioden mellan 1,5 och 1 miljarder år.

Ökningen är sannolikt en indikation av att den första delen av den fasta kärnan bildats. Dessa nya kunskaper kommer sannolikt att förändra vår syn på planetens inre liv. Vid en första anblick kan det verka ointressant, men det hela är av stor betydelse för hur livet på Jorden kunnat skyddas för kosmisk strålning och annat otrevligt.

Resultatet, om det nu stämmer visar på att avkylningen av kärnan är betydligt långsammare än man tidigare trott. Samtidigt ökar kärnans tillväxt till c:a 1 mm per år (vilket är mer än man tidigare trott) vilket i sig påverkar vår syn på hur magnetfältet utvecklas. Magnetfältet bildas genom rörelser i metallegeringen i Jordens yttre kärna, c:a 3000 km under jordytan (halvvägs in till mitten).

Rörelsen för värme som alstras i området där stelnigen sker upp till manteln som sedan för värmen till jordytan och bidrar till viktiga processer som vulkanism och tektonik-plattornas rörelser, utan vilka livet på Jorden skulle vara omöjligt.**

Konvektionen fick en ordentlig skjuss när kristallisationen började ta fart eftersom främst järn föll ut i fast form. Under tiden ökade halten av lättare, mer lättflytande ämnen i den yttre kärnan. På så sätt forslas värmen ut snabbare sedan kärnan bildats.

Den modell som förklarar fenomenet bäst visar att kärnan idag förlorar mindre energi än någon gång i Jordens tidigare historia*** säger Dr Biggin. Det innebär att magnetfältet kommer att vara stabilt i ytterligare en miljard år innan det försvagas och försvinner. Detta i motsats till planeten Mars vars magnetfält tog slut redan efter en halv miljard år.

* Högre temperatur än så går inte fixa i labbet eftersom kolet i diamanten då kommer smälta och man inte längre kan pressa samman provet.
** Förflyttningar i jordskorpan för upp det för livet livsviktiga kolet utan vilket allt liv skulle vara omöjligt. Livet självt för ner kol o form av alger med kalkskal som sjunker ner och bildar sediment.
***Finner ingen förklaring till detta. Jag själv tycker att det borde gå åt andra hållet eftersom ytan hos kärnan ökar hela tiden, samt att lättrörligheten i yttre kärnan ökar.

2 thoughts on “Jordens inre kärna 1,5 miljarder år gammal?

  1. Tankard

    Det är ingenting som styrker att jorden magnetfält plötsligt ökade i styrka för 1 – 1,5 miljarder år sedan. Vad baserar detta på? Användning av kol14 eller?
    Dessutom på bilden är det glömt att det finns vattentryck i kärnan som är flera tusen mil brett som är flera km nere i jorden

    Reply
    1. admin

      Hej fs@gmx.com!
      Spännande inställning du har. :-)
      Appropå kol 14 så har det en halveringstid på c:a 5700 år vilket gör att det endast kan användas upp till c:a 60 000 år bakåt i tiden och endast på levande materia där upptaget av kol 14 förutsätts vara konstant eller åtminstone går att justera för kända skiftningar. Således är kol 14 rätt kass då det gäller geologiska processer i jordens inre på den tidsskala som nämns. Det har du helt rätt i!
      Appropå att det inte finns någonting som styrker det hela… Här är inte jag expert, men jag rapporterar vad forskarna från Liverpool säger i sin rapport. “Vad forskarna, ledda av Andy Biggin, studerat är mineralprover från olika gamla bergarter. De har kunnat konstatera att magnetfältet förändrats över tid” Det ser jag som att de har “någonting” som styrker deras modell. “Paleomagnetism, eller hur magnetfältet har förändrats under historien är ingenting nytt utan en erkänd forskningsgren, så detta borde fungera som bra stöd för deras påståenden. (Därmed inte sagt att de inte kommer att motsägas. Det är själva modellen för sund forskningspraxis.)
      Se’n får du gärna förklara vad du menar med det flera tusen mil breda vattentrycket. Jag hänger dessvärre inte med riktigt. Jag är f.ö. tämligen övertygad om att inget vatten finns i den 6000 grader varma metallkärnan men däremot till viss del i Jordens mantel.

      Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>