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月球:我们沉默的守护者?

也许是时候感谢一下我们最近的邻居了。

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图片来源:CruZeWizard/Shutterstock

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为了解开地球核心的奥秘,科学家们将目光投向了月球。从太空望去,地球是一个宁静的蓝色星球。但其地表之下,是一个直径近 6000 英里的、翻腾的液体、镍铁合金和固体铁的混合体。地核和地幔占地球质量的近三分之一,它们共同产生的磁场保护着地球上的生命免受太阳辐射出的有害带电粒子的侵害。但地球的核心,可能并不能独享拯救人类的全部功劳。

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在一项周三发表在《地球与行星科学通讯》杂志上的研究中,法国国家科学研究中心的科学家们表示,月球在保护地球生命方面起着关键作用。尽管月球距离地球约 23 万英里,但研究人员认为,月球的引力拉扯搅动着地核中的铁合金,而这反过来又有助于维持保护我们星球的磁场。

我们存在的根源

根据经典发电机理论,地球磁场是由导电流体的外核运动产生的。外核中的熔融铁在运动时产生电流,从而产生磁场。如果磁场不能持续产生,Denis Andrault 及其团队估计,它将在大约 20,000 年后消失。那么是什么让外核保持运动呢?根据经典理论,有两个作用力在起作用:地球的自转通过科里奥利效应搅动铁合金,而放射性衰变的散热也被认为会引起液体核心的对流运动。

“但这只是经典模型,在我们看来,这需要地球在结束吸积过程后的近 43 亿年里过多的散热。” Andrault 在给《发现》杂志的一封电子邮件中写道。

Andrault 及其团队根据当前的模型计算得出,为了使经典理论成立,我们的星球在 40 亿年前需要完全熔化,并且其核心需要从 12,200 度缓慢冷却到目前的 6,800 度。但是,研究人员表示,近期对古老岩石的化学分析和地震学研究表明,地核的冷却幅度仅约为 540 度,与一些模型提出的 5,400 度相差甚远。

地核为何能在如此长的时间内保持其温度和对流能量,一直是科学家们的一个谜。一定还有其他东西在作用于地核,为发电机提供动力并维持运动。

地球组成部分的示意图,包括地核和外核,以及地球磁场。(图片来源:Mopic/Shutterstock)

Mopic/Shutterstock

月球从远处施加影响

方程中缺失的变量是月球。正如月球的引力控制着潮汐一样,Andrault 及其团队认为,月球也对流动的地核和大部分固体的地幔施加影响。他们估计,月球的拉力将超过 1000 亿瓦的能量注入地球核心,充当一种引力发动机,提供驱动发电机和维持地球内部炽热温度所需的能量。

持续的搅动产生摩擦,与对流一起,产生了保持地核流动和磁场完整所需的能量。月球施加的力在缓慢但持续地变化。由于地球在绕轴自转时会轻微摆动,月球的引力会随着时间的推移,以不同的强度作用于不同的地方。这种变化会使地幔变形,挤压下方的地核,以一种搅动熔融金属并产生圆形运动的节奏进行。

由于这种推拉力的不稳定,地核的运动会波动,偶尔会融化地幔的一部分,从而导致地表出现剧烈的火山活动时期。天文学家已经确定,像木星的木卫一和木卫二这样的行星的卫星所施加的引力,会影响磁场。

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这是首次有人提出这种过程也发生在地球上,这解开了我们磁场当前模型中的一个问号。看来,地球上的生命可能欠我们这位沉默的银色守护者一份感激之情。

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