———–새로운 시뮬레이션을 통해 지구 자기장이 어떻게 처음으로 생명을 얻었는지 보여줍니다.

과학자들은 지구의 액체 금속 핵 내부의 움직임이 자성을 생성하는 방법을 설명하는 발전기 이론을 통해 이러한 보호력의 근원을 오랫동안 설명해 왔습니다. 녹은 철과 니켈이 천천히 냉각되면서 외핵에 소용돌이치는 대류가 형성됩니다. 그런 다음 행성의 회전으로 인해 이러한 흐름이 나선형의 나사 모양 패턴으로 뒤틀립니다. 이러한 움직이는 전기 전도성 물질은 자기장을 생성하는 전류를 생성하며 함께 지구 전체 자기장의 대부분을 형성합니다.

그러나 이론은 문제를 제기한다. 지구의 고체 내부 핵이 결정화되기 전에(약 10억년 전) 전체 핵은 액체였습니다. 그때에도 행성의 자기장이 존재할 수 있었을까요?

취리히 공과대학(ETH Zurich)과 중국 SUSTech 출신의 지구물리학자 세 명으로 구성된 그룹은 자연.

새로운 모델은 새로운 통찰력을 제공합니다

과학자들은 지구 내부 깊은 곳의 과정을 직접 관찰할 수 없기 때문에 컴퓨터 시뮬레이션에 의존하여 내부 역학을 모델링합니다.

이 새로운 작업에서 팀은 완전한 액체 코어가 여전히 안정적인 자기장을 유지할 수 있는지 테스트하기 위해 행성의 상세한 디지털 모델을 구축했습니다. Lugano의 CSCS에 있는 Piz Daint 슈퍼컴퓨터에서 일부 수행된 계산에 따르면 점도(액체 금속의 내부 마찰)가 공정에 측정 가능한 영향을 미치지 않는 경우에도 자성이 실제로 발생할 수 있음이 밝혀졌습니다. 이 발견은 지구 자기장이 오늘날에도 여전히 작동하는 것과 매우 유사한 메커니즘을 통해 역사 초기에 형성되었을 가능성이 있음을 시사합니다.

놀랍게도 연구진은 그러한 모델에서 점도가 거의 무시할 수 있는 수준으로 감소될 수 있음을 최초로 보여주었습니다. 이번 연구의 주요 저자인 Yufeng Lin은 “지금까지 정확한 물리적 조건에서 이러한 계산을 수행한 사람은 아무도 없었습니다.”라고 말했습니다.

지구 자기장의 역사를 이해한다

공동저자인 ETH 취리히 지구물리학 교수인 앤디 잭슨(Andy Jackson)은 “이번 발견은 지구 자기장의 역사를 더 잘 이해하는 데 도움이 되며 과거 지질학적 데이터를 해석하는 데 유용하다”고 말했다.

이것은 또한 생명의 출현을 다른 관점에서 보여줍니다. 수십억 년 전에 생명체는 우주에서 유해한 방사선을 차단하여 애초에 생명체의 발전을 가능하게 했던 자기장 차폐의 혜택을 받은 것 같습니다.

연구원들은 또한 새로운 발견을 사용하여 태양이나 목성과 토성과 같은 다른 천체의 자기장을 연구할 수 있습니다.

현대 문명에 없어서는 안될

그러나 지구 자기장은 생명을 보호할 뿐만 아니라; 그것은 위성 통신과 현대 문명의 다른 많은 측면을 가능하게 하는 데 중요한 역할을 합니다. “따라서 자기장이 어떻게 생성되는지, 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지, 그리고 어떤 메커니즘이 자기장을 유지하는지 이해하는 것이 중요합니다.”라고 Jackson은 말했습니다. “자기장이 어떻게 생성되는지 이해하면 향후 발전을 예측할 수 있습니다.”

자기장은 지구 역사를 통틀어 수천 번 극성이 바뀌었습니다. 최근 수십 년 동안 연구자들은 자북극이 지리적 북극으로 빠르게 이동하는 것을 관찰했습니다. 우리 문명이 지구에서 자기가 어떻게 변하고 있는지 이해하는 것은 필수적입니다.

간단히 말해서:

• 취리히 공과대학(ETH Zurich)과 중국 SUSTech의 지구물리학자들은 점도가 영향을 주지 않고 지구의 올바른 물리적 체계가 영향을 미치는 모델에서 지구 핵의 발전기 효과를 입증했습니다.
• 자기장은 지구의 초기 역사에서 오늘날과 마찬가지로 핵이 완전히 액체였던 시절에 생성되었습니다.
• 이 발견은 우리가 지구 자기장의 역사를 더 잘 이해하고 미래 발전을 더 정확하게 예측하는 데 도움이 됩니다.