Teoria dinamuluiCâmpul magnetic al Pământului este generat în nucleul metalic, localizat la aproximativ 3000 de kilometri adâncime faţă de suprafaţa terestră. Acest câmp a existat de minim 3,5 miliarde de ani şi oferă indicii despre modul cum s-au format alte planete, stele sau corpuri cereşti.

 

 

 

Descoperirile recente ridică întrebări legate de modalitatea în care planetele mici pot avea câmpuri magnetice auto-susţinute.

 

Teoria dinamului
Câmpul magnetic al Pământului este generat de metale în formă lichidă, localizate în nucleul extern, care se mişcă constant pe măsură ce planeta se răceşte. Nucleul extern este localizat la aproximativ 3.000 de kilometri sub suprafaţa Pământului.
credit grafică: Christine Daniloff

 

Pe măsură ce oamenii de ştiinţă îşi perfecţionează cunoştinţele despre cum funcţionează acest câmp în cadrul cercetărilor neîntrerupte despre istoria planetei, una din ipotezele utilizate pentru explicarea acestui proces este teoria dinamului, care susţine că un dinam uriaş, sau un generator de câmp magnetic, există în exteriorul nucleului Pământului, unde metale lichefiate se mişcă constant în timp ce planeta se răceşte. Această mişcare continuă creează curenţi electrici întrucât electronii se deplasează prin lichid. Prin intermediul acestui proces, energia fluidului este convertită într-un câmp magnetic care poate fi susţinut pentru miliarde de ani.

Cunoaşterea faptului că unele corpuri celeste, precum Pământul, Luna, Marte sau chiar asteroizii, au sau au avut un câmp magnetic este crucială pentru înţelegerea istoriei şi a structurii lor interne. „Prezenţa unui câmp magnetic în interiorul unui corp relevă faptul că acel corp are constituit un nucleu metalic care generează acel câmp”, conform declaraţiei lui Benjamin Weiss, profesor asociat în Departamentul de Ştiinţe ale Pământului, Atmosferice şi Planetare. Un asemenea câmp este una din puţinele metode de a detecta de la distanţă un nucleu metalic îngropat atât de adânc sub suprafaţa corpului.

Dacă un fragment sau o piatră dintr-un corp celest este magnetizată, acest lucru sugerează că acel corp a suferit un fenomen de topire masivă în urma căruia metale mai grele au fost scufundate către interior, formând un nucleu metalic, iar metale mai uşoare s-au ridicat la suprafaţă pentru a forma o crustă stâncoasă. Acest proces creează istoria planetei. „Altfel nu ar fi decât o grămadă de praf spaţial”, spune Weiss.





Determinarea unui posibil câmp magnetic generat de o planetă, în trecut, nu este importantă numai pentru confirmarea prezenţei unui nucleu, dar şi pentru studiul originii corpului planetar sau a istoriei schimbărilor climatice ale acelui corp.

De exemplu, cu toate că Marte, în momentul de faţă, nu are un câmp magnetic generat de un nucleu-dinam, Weiss şi colegii săi au descoperit urme de magnetism în rocile aduse de pe Marte, ceea ce indică faptul că planeta a avut un câmp global puternic în urmă cu miliarde de ani. Se pare că dispariţia acestui fenomen de dinam a coincis cu pierderea atmosferei dense şi tranziţia de la un climat cald şi umed la condiţiile reci şi neospitaliere ale planetei din stadiul actual.

Însă procesul de înţelegere a teoriei dinamului a fost complicat de recentele descoperiri a unor pietre magnetizate provenind de pe Lună şi alţi meteoriţi antici, precum şi un câmp magnetic activ pe Mercur, aceste corpuri celeste fiind considerate prea mici pentru a putea genera un câmp magnetic auto-susţinut sau că dimensiunile reduse ale corpurilor au dus la răcirea bruscă a acestora. S-a crezut că unele corpuri mici nu pot să aibă un „dinam” deoarece se răcesc mult mai repede, având astfel, cel mai probabil, nuclee metalice care nu stau în formă lichidă pentru mult timp.

În 2008, un grup coordonat de MIT, din care a făcut parte şi Weiss, a descoperit urme de magnetism în bucăţi din obiecte stâncoase mici, numite asteroizi despre care se crede că s-au ciocnit, dând astfel naştere planetelor stâncoase, acum 4.5 miliarde de ani. Asteroizii au fost consideraţi prea mici pentru a forma dinamuri în nucleu. Conform lui Weiss, descoperirea sugerează că susţinerea unui câmp magnetic asemănător Pământului nu ar necesita un nucleu uriaş care se răceşte, prin care circulă lichid şi se creează curenţi în mod constant, ci ar putea, de asemenea, fi generat de corpuri mai mici asemenea asteroizilor (unii dintre aceştia având doar 160 kilometri lăţime).

Oamenii de ştiinţă vor avea în curând oportunitatea de a explora legătura dintre mărimea unui corp şi abilitatea sa de a avea un „dinam” mulţumită navetei spaţiale Dawn al NASA, care a fost lansată în septembrie 2007 cu scopul de a studia Ceres şi Vesta, cei mai mari 2 asteroizi din centura de asteroizi localizată între Marte şi Jupiter. Dawn a fost programată să ajungă pe orbită în jurul asteroidului Vesta în 2011, iar unul din principalele obiective ale misiunii este testarea posibilităţii ca Vesta, care are un diametru mediu de 530 kilometri, să aibă un nucleu. Un grup de meteoriţi magnetizaţi cunoscuţi ca meteoriţi HED, consideraţi ca fiind părţi ale lui Vesta, poate fi proba unui nucleu-dinam timpuriu al asteroidului.

 

 

Articolul reprezintă traducerea articolului Explained: Dynamo theory, publicat pe site-ul web.mit.edu.
Traducere: Arseni Ştefan Ciprian