Uusi löydös voi muuttaa historiaa: Maan rautaydin jähmettyi noin miljardi vuotta sitten

Planeettamme ydin on vaikuttanut elämää suojaavan magneettikentän kehitykseen.
Marko Hamilo
Tiede 7.10.2015 20:00

Vaikka ihminen on lähettänyt luotaimia oman aurinkokuntamme rajoille, ja kaukoputkilla näemme maailmankaikkeuden ääriin, on oman planeettamme sisus vielä monin osin mysteeri. Jules Vernen tulevaisuudenkuvista matka maan keskipisteeseen ei ole toteutunut eikä taida toteutuakaan.

Maankuoren ja maapallon ytimen välissä on Maan vaippa. Sen osuus Maan tilavuudesta on peräti 80 prosenttia.

Noin puolivälissä matkaa Maan pinnalta sen keskipisteeseen on vaipan ja ytimen raja. Ydin koostuu lähinnä raudasta, joka on ulkoytimessä sulaa ja sisäytimessä kiinteässä olomuodossa. Ulomman kerroksen sulan raudan liikkeet tuottavat planeetallemme magneettikentän.

Tutkijat ovat pitkään kiistelleet siitä, milloin sisäydin jähmettyi nykyiselleen. Se on suhteellisen uusi ilmiö yli neljä miljardia vuotta vanhalla planeetalla. Arviot ovat vaihdelleet puolesta miljardista kahteen miljardiin vuoteen.

Liverpoolin yliopiston tutkijat ovat nyt julkaisseet Nature-lehdessä uuteen dataan perustuvan tutkimuksensa, joka tarkentaa arviota jähmettymisen ajankohdasta 1–1,5 miljardiin vuoteen.

Tutkijat analysoivat magneettiista historiaa muinaisista magmakivistä, joiden perusteella he päättelivät, että Maan magneettikenttä voimistui nopeasti ajankohtana, joka asettuu haarukkaan miljardista puoleentoista miljardiin vuotta sitten.

Voimistunut magneettikenttä on todennäköinen merkki siitä, että rautaydin jähmettyi ensimmäisen kerran, ja sisäydin alkoi erottua sulasta ulkoytimestä.

 

Liverpoolin yliopiston paleomagnetismin asiantuntija ja nyt julkaistun tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Andy Biggin sanoo, että löydös ”voi muuttaa käsityksemme Maan sisäosista ja sen historiasta”.

”Jähmeän ytimen ensimmäisen ilmaantumisen tai sisemmän ytimen ’ytimöitymisen’ ajoittaminen on hyvin kiistanalaista, mutta se on olennaista Maan sisuksen ominaisuuksien ja historian määrittämisen kannalta, ja sillä on suuri merkitys sen kannalta, kuinka Maa sai auringon haitalliselta säteilyltä suojaavan ja navigoinnissakin hyödyllisen magneettikentän.”

Tulokset viittaavat Bigginin mukaan siihen, että Maan ydin jäähtyy hitaammin kuin aikaisemmin on ajateltu, millä on merkitystä kaikille maapalloa tutkiville tieteenaloille.

”Tulokset viittaavat myös siihen, että sisäytimen keskimääräinen kasvu on noin millimetrin vuodessa, mikä vaikuttaa käsitykseemme Maan magneettikentästä.”

 

Maan magneettikentän aiheuttaa ulkoytimen sulan raudan liike. Tämä liike saa alkunsa, koska ydin luovuttaa lämpöenergiaa sitä ympäröivälle kiinteälle vaipalle.

Kun sisäydin on alkanut jähmettyä, sulan metallin liike on vaihvistunut, kun kevyet, ei-metalliset alkuaineet pysyivät nestemäisinä ulkoytimessä nestemäistä metallia kelluvampana.

Tämä prosessi jatkuu yhä, ja sen uskotaan olevan Maan magneettikentän tärkein “polttoaine”.

Biggin mukaan parhaiten uutta havaintoaineistoa vastaava teoreettinen malli osoittaa, että ydin luovuttaa lämpöä nyt hitaammin kuin milloinkaan aiemmin 4,5 miljardin vuoden aikana, ja että tämän energiavirran pitäisi riittää pitämään yllä Maan magneettikenttää vielä toisenkin miljardin vuotta ja kauemminkin.

”Tämä poikkeaa jyrkästi Marsista, jolla oli voimakas magneettikenttä historiansa varhaisvaiheessa, mutta joka kuoli sitten pois puolessa miljardissa vuodessa.”