Isens magnetiske historie

Vores planets historie er blevet skrevet, blandt andet, i den periodiske vending af sine magnetiske poler. Forskere ved Weizmann Institute of Science foreslår et nyt middel til at læse denne historiske rekord:i is. Deres fund, som for nylig blev rapporteret i Earth and Planetary Science Letters , kan føre til en raffineret sonderende iskerner og, i fremtiden, kan anvendes til at forstå andre organers magnetiske historie i vores solsystem, herunder Mars og Jupiters måne Europa.

Ideen om at undersøge en mulig forbindelse mellem is og Jordens magnetiske historie opstod langt fra kilden til planetens is - på den solrige ø Korsika, hvor professor Oded Aharonson fra instituttets afdeling for jord- og planetvidenskab, deltog i en konference om magnetisme. Mere specifikt, forskerne der diskuterede feltet kendt som paleo-magnetisme, som for det meste studeres gennem flager magnetiske mineraler, der har været fanget enten i klipper eller kerner boret gennem havsedimenter. Sådanne partikler bliver justeret til Jordens magnetfelt på det tidspunkt, de er fanget på plads, og endda millioner af år senere, forskere kan teste deres magnetiske nord-syd-justering og forstå positionen for Jordens magnetiske poler på det fjerne tidspunkt. Det sidste er det, der gav Aharonson ideen:Hvis små mængder magnetiske materialer kunne anes i havsedimenter, måske kunne de også findes fanget i is og måles. Noget af isen, der er frosset i gletsjerne på steder som Grønland eller Alaska, er mange årtusinder gammel og er lagdelt som træringe. Iskerner boret gennem disse undersøges for tegn på ting som planetarisk opvarmning eller istider. Hvorfor ikke også vendinger i magnetfeltet?

Det første spørgsmål, som Aharonson og hans elev Yuval Grossman, der ledede projektet, måtte stille, var, om det var muligt, at den proces, hvor is dannes i områder nær polerne, kunne indeholde en påviselig registrering af magnetiske polomvendelser. Disse tilfældige mellemrum er sket gennem vores planets historie, drevet af den kaotiske bevægelse af den flydende jerndynamo dybt i planetens kerne. I bandede klippeformationer og lagdelte sedimenter, forskere måler det magnetiske moment-de magnetiske nord-syd orienteringer-af de magnetiske materialer i disse for at afsløre det magnetiske moment for Jordens magnetfelt på det tidspunkt. Forskerne troede, at sådanne magnetiske partikler kunne findes i støvet, der bliver fanget, sammen med vandis, i gletsjere og iskapper.

Forskergruppen byggede et eksperimentelt setup for at simulere isdannelse, som f.eks. I isbreer, hvor støvpartikler i atmosfæren endda kan tilvejebringe de kerner, omkring hvilke snefnug dannes. Forskerne skabte kunstigt snefald ved at slibe is fremstillet af renset vand, tilføjer lidt magnetisk støv, og lade det falde selvom en meget kold søjle, der blev udsat for et magnetfelt, sidstnævnte har en orientering kontrolleret af forskerne. Ved at opretholde meget kolde temperaturer - omkring 30 grader Celsius under nul, de fandt ud af, at de kunne generere miniature "iskerner", hvor sneen og støvet frøs fast til hård is.

"Hvis støvet ikke påvirkes af et eksternt magnetfelt, det vil slå sig ned i tilfældige retninger, som vil annullere hinanden, "siger Aharonson." Men hvis en del af det bliver orienteret i en bestemt retning lige før partiklerne fryser på plads, det nettomagnetiske moment vil være påviseligt. "

For at måle magnetismen i de 'iskerner', de havde skabt i laboratoriet, Weizmann -forskerne tog dem med til hebraisk universitet i Jerusalem, til Ron Shaar's laboratorium, hvor et følsomt magnetometer er installeret der, er i stand til at måle de mindste magnetiske øjeblikke. Teamet fandt en lille, men definitivt påviseligt magnetisk moment, der matchede de magnetiske felter, der blev påført deres isprøver.

"Jordens paleomagnetiske historie er blevet undersøgt ud fra den stenede rekord; læsning af den i iskerner kan afsløre yderligere dimensioner, eller hjælpe med at tildele nøjagtige datoer til de andre fund i disse kerner, "siger Aharonson." Og vi ved, at Mars 'overflader og store iskolde måner som Europa har været udsat for magnetfelter. Det ville være spændende at se efter magnetfeltomvendelser i is, der er taget fra andre kroppe i vores solsystem. "

"Vi har bevist, at det er muligt, "tilføjer han. Aharonson har endda foreslået et forskningsprojekt for en fremtidig rummission, der omfatter iskerneprøver på Mars, og han håber, at denne demonstration af muligheden for at måle en sådan kerne vil fremme appelens appel.