New Younger Age Estimate for Earth’s Inner Core

Dengan menciptakan kondisi yang mirip dengan pusat Bumi di dalam ruang laboratorium, para peneliti telah meningkatkan perkiraan usia inti padat planet kita, menjadikannya berusia 1 miliar hingga 1,3 miliar tahun. Hasilnya menempatkan inti di ujung yang lebih muda dari spektrum usia yang biasanya berkisar antara 1,3 miliar hingga 4,5 miliar tahun, tetapi mereka juga membuatnya sedikit lebih tua dari perkiraan baru-baru ini yang hanya 565 juta tahun. Terlebih lagi, eksperimen dan teori yang menyertainya membantu menentukan besarnya bagaimana inti menghantarkan panas, dan sumber energi yang menggerakkan geodinamo planet — mekanisme yang menopang medan magnet bumi, yang membuat kompas tetap mengarah ke utara dan membantu melindungi kehidupan dari bahaya. sinar kosmik. “Orang-orang sangat ingin tahu dan bersemangat mengetahui tentang asal usul geodinamo, kekuatan medan magnet, karena semuanya berkontribusi pada kelayakhunian planet,” kata Jung-Fu Lin, profesor di Universitas Texas di Sekolah Jackson Austin. Geosciences yang memimpin penelitian. Hasilnya dipublikasikan pada 13 Agustus 2020 di jurnal Physical Review Letters. Inti bumi sebagian besar terbuat dari besi, dengan inti dalam yang padat dan inti luar yang cair. Efektivitas besi dalam mentransfer panas melalui konduksi — dikenal sebagai konduktivitas termal — adalah kunci untuk menentukan sejumlah atribut lain tentang inti, termasuk ketika inti bagian dalam terbentuk. Selama bertahun-tahun, perkiraan usia inti dan konduktivitas telah berubah dari sangat tua dan relatif rendah, menjadi sangat muda dan relatif tinggi. Tetapi perkiraan yang lebih muda ini juga telah menciptakan paradoks, di mana inti harus mencapai suhu tinggi yang tidak realistis untuk mempertahankan geodinamo selama miliaran tahun sebelum pembentukan inti dalam. Penelitian baru memecahkan paradoks itu dengan menemukan solusi yang menjaga suhu inti dalam parameter realistis. Menemukan solusi itu bergantung pada pengukuran langsung konduktivitas besi dalam kondisi mirip inti — di mana tekanan lebih besar dari 1 juta atmosfer dan suhu dapat menyaingi yang ditemukan di permukaan matahari. Para peneliti mencapai kondisi ini dengan meremas sampel besi yang dipanaskan dengan laser di antara dua landasan berlian. Itu bukan prestasi yang mudah. Butuh dua tahun untuk mendapatkan hasil yang sesuai. “Kami menghadapi banyak masalah dan gagal beberapa kali, yang membuat kami frustrasi, dan kami hampir menyerah,” kata rekan penulis artikel Youjun Zhang, seorang profesor di Universitas Sichuan di China. “Dengan komentar konstruktif dan dorongan dari profesor Jung-Fu Lin, kami akhirnya berhasil setelah beberapa uji coba.” Konduktivitas yang baru diukur adalah 30% hingga 50% lebih rendah dari konduktivitas perkiraan inti muda, dan ini menunjukkan bahwa geodinamo dipertahankan oleh dua sumber dan mekanisme energi yang berbeda: konveksi termal dan konveksi komposisi. Pada awalnya geodinamo dipertahankan oleh konveksi termal saja. Sekarang, setiap mekanisme memainkan peran yang sama pentingnya. Lin mengatakan bahwa dengan informasi yang lebih baik tentang konduktivitas dan perpindahan panas dari waktu ke waktu, para peneliti dapat membuat perkiraan yang lebih tepat tentang usia inti dalam. “Begitu Anda benar-benar tahu berapa banyak fluks panas dari inti luar ke mantel bawah, Anda benarbenar dapat memikirkan kapan Bumi cukup dingin hingga inti dalam mulai mengkristal,” katanya. Usia inti bagian dalam yang direvisi ini dapat berkorelasi dengan lonjakan kekuatan medan magnet bumi seperti yang dicatat oleh susunan bahan magnetik dalam batuan yang terbentuk sekitar waktu ini. Bersama-sama, bukti menunjukkan bahwa pembentukan inti bagian dalam adalah bagian penting dari menciptakan medan magnet yang kuat saat ini. “Kami menghadapi banyak masalah dan gagal beberapa kali, yang membuat kami frustrasi, dan kami hampir menyerah,” kata rekan penulis artikel Youjun Zhang, seorang profesor di Universitas Sichuan di China. “Dengan komentar konstruktif dan dorongan dari profesor Jung-Fu Lin, kami akhirnya berhasil setelah beberapa uji coba.” Konduktivitas yang baru diukur adalah 30% hingga 50% lebih rendah dari konduktivitas perkiraan inti muda, dan ini menunjukkan bahwa geodinamo dipertahankan oleh dua sumber dan mekanisme energi yang berbeda: konveksi termal dan konveksi komposisi. Pada awalnya geodinamo dipertahankan oleh konveksi termal saja. Sekarang, setiap mekanisme memainkan peran yang sama pentingnya. Lin mengatakan bahwa dengan informasi yang lebih baik tentang konduktivitas dan perpindahan panas dari waktu ke waktu, para peneliti dapat membuat perkiraan yang lebih tepat tentang usia inti dalam. “Begitu Anda benar-benar tahu berapa banyak fluks panas dari inti luar ke mantel bawah, Anda benarbenar dapat memikirkan kapan Bumi cukup dingin hingga inti dalam mulai mengkristal,” katanya. Usia inti bagian dalam yang direvisi ini dapat berkorelasi dengan lonjakan kekuatan medan magnet bumi seperti yang dicatat oleh susunan bahan magnetik dalam batuan yang terbentuk sekitar waktu ini. Bersama-sama, bukti menunjukkan bahwa pembentukan inti bagian dalam adalah bagian penting dari menciptakan medan magnet yang kuat saat ini.