किसी ग्रह के पास चुंबकीय क्षेत्र है या नहीं यह निर्धारित करने की दिशा में एक लंबा रास्ता तय करता है कि वह रहने योग्य है या नहीं। जबकि पृथ्वी के पास एक मजबूत मैग्नेटोस्फीयर है जो जीवन को हानिकारक विकिरण से बचाता है और सौर वायु को उसके वायुमंडल से दूर रखता है, जैसे मंगल ग्रह अब ऐसा नहीं करता है। इसलिए यह एक मोटे वातावरण और तरल पानी के साथ इसकी सतह पर ठंडे, उजाड़ जगह के साथ एक दुनिया होने से क्यों चला गया, यह आज है।
इस कारण से, वैज्ञानिकों ने लंबे समय से यह समझने की कोशिश की है कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की क्या शक्तियां हैं। अब तक, आम सहमति यह रही है कि यह पृथ्वी के तरल बाहरी कोर कताई द्वारा पृथ्वी के रोटेशन के विपरीत दिशा में बनाया गया डायनेमो प्रभाव था। हालांकि, टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के नए शोध से पता चलता है कि यह वास्तव में पृथ्वी के मूल में क्रिस्टलीकरण की उपस्थिति के कारण हो सकता है।
यह शोध टोक्यो टेक में अर्थ-लाइफ साइंस इंस्टीट्यूट (ईएलएसआई) के वैज्ञानिकों द्वारा किया गया था। उनके अध्ययन के अनुसार - "सिलिकॉन डाइऑक्साइड का क्रिस्टलीकरण और पृथ्वी के कोर का संरचनात्मक विकास" शीर्षक, जो हाल ही में सामने आया प्रकृति - पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को चलाने वाली ऊर्जा का पृथ्वी की कोर की रासायनिक संरचना के साथ अधिक हो सकता है।
अनुसंधान टीम के लिए विशेष रूप से चिंता की बात यह थी कि भूगर्भीय समय पर पृथ्वी की कोर ठंडी थी - जो कुछ समय के लिए बहस का विषय रहा है। और डॉ। केई हिरोज के लिए - पृथ्वी-जीवन विज्ञान संस्थान के निदेशक और कागज पर प्रमुख लेखक - यह एक आजीवन खोज का विषय रहा है। 2013 के एक अध्ययन में, उन्होंने शोध निष्कर्षों को साझा किया, जिसमें संकेत दिया गया था कि पृथ्वी की कोर पहले की तुलना में काफी अधिक ठंडा हो सकती है।
उन्होंने और उनकी टीम ने निष्कर्ष निकाला कि पृथ्वी के गठन (4.5 अरब साल पहले) के बाद से, कोर 1,000 ° C (1,832 ° F) से अधिक ठंडा हो सकता है। ये निष्कर्ष पृथ्वी विज्ञान समुदाय के लिए आश्चर्यचकित करने वाले थे - जो कि एक वैज्ञानिक ने "न्यू कोर हीट पैराडॉक्स" के रूप में जाना। संक्षेप में, कोर कूलिंग की इस दर का मतलब होगा कि पृथ्वी के भू-चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने के लिए ऊर्जा के कुछ अन्य स्रोत की आवश्यकता होगी।
इसके शीर्ष पर, और कोर-कूलिंग के मुद्दे से संबंधित, कोर की रासायनिक संरचना के बारे में कुछ अनसुलझे सवाल थे। जैसा कि डॉ। केई हिरोज ने टोक्यो टेक प्रेस विज्ञप्ति में कहा है:
“कोर ज्यादातर लोहा और कुछ निकल है, लेकिन इसमें लगभग 10% प्रकाश मिश्र धातु जैसे कि सिलिकॉन, ऑक्सीजन, सल्फर, कार्बन, हाइड्रोजन और अन्य यौगिक शामिल हैं। हमें लगता है कि कई मिश्र एक साथ मौजूद हैं, लेकिन हम प्रत्येक उम्मीदवार तत्व के अनुपात को नहीं जानते हैं। "
इसे हल करने के लिए, एलएलएसआई में हिरोज और उनके सहयोगियों ने कई प्रयोगों का आयोजन किया जहां विभिन्न मिश्र धातुओं को गर्मी और दबाव की स्थिति में पृथ्वी के इंटीरियर के समान बनाया गया। इसमें उच्च दबाव की स्थिति का अनुकरण करने के लिए धूल के आकार के मिश्र धातु के नमूनों को निचोड़ने के लिए हीरे की निहाई का उपयोग करना शामिल था, और जब तक कि वे चरम तापमान तक नहीं पहुंचते, तब तक उन्हें लेजर बीम से गर्म किया जाता।
अतीत में, लोहे के मिश्र धातुओं में शोध ने मुख्य रूप से लौह-सिलिकॉन मिश्र धातुओं या लोहे-ऑक्साइड पर उच्च दबावों पर ध्यान केंद्रित किया है। लेकिन उनके प्रयोगों के लिए, हिरोज और उनके सहयोगियों ने सिलिकॉन और ऑक्सीजन के संयोजन पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया - जो माना जाता है कि बाहरी कोर में मौजूद हैं - और एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ परिणामों की जांच करना।
शोधकर्ताओं ने पाया कि अत्यधिक दबाव और गर्मी की स्थिति में, सिलिकॉन और ऑक्सीजन के नमूने सिलिकॉन डाइऑक्साइड क्रिस्टल बनाने के लिए संयुक्त होते हैं - जो पृथ्वी की पपड़ी में पाए जाने वाले खनिज क्वार्ट्ज की संरचना के समान थे। एर्गो, अध्ययन से पता चला है कि बाहरी कोर में सिलिकॉन डाइऑक्साइड के क्रिस्टलीकरण ने पावर कोर संवहन के लिए पर्याप्त उछाल जारी किया होगा और हडियन ईन के बाद के रूप में जल्दी से एक डायनेमो प्रभाव।
जॉन हर्नलंड, ईएलएसआई के सदस्य और अध्ययन के सह-लेखक के रूप में, समझाया गया:
“यह परिणाम ऊर्जावान और कोर के विकास को समझने के लिए महत्वपूर्ण साबित हुआ। हम उत्साहित थे क्योंकि हमारी गणना से पता चला था कि कोर से सिलिकॉन डाइऑक्साइड क्रिस्टल के क्रिस्टलीकरण से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को शक्ति प्रदान करने के लिए एक नया ऊर्जा स्रोत मिल सकता है। ”
यह अध्ययन न केवल तथाकथित "न्यू कोर हीट विरोधाभास" को हल करने में मदद करने के लिए सबूत प्रदान करता है, यह हमारी समझ को आगे बढ़ाने में भी मदद कर सकता है कि पृथ्वी और प्रारंभिक सौर प्रणाली के निर्माण के दौरान क्या स्थितियां थीं। मूल रूप से, यदि सिलिकॉन और ऑक्सीजन समय के साथ बाहरी कोर में सिलिकॉन डाइऑक्साइड के क्रिस्टल बनाते हैं, तो जल्दी या बाद में, इन तत्वों के कोर से बाहर निकलते ही प्रक्रिया बंद हो जाएगी।
जब ऐसा होता है, तो हम उम्मीद कर सकते हैं कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को नुकसान होगा, जिसके पृथ्वी पर जीवन के लिए व्यापक प्रभाव होंगे। यह उन सिलिकॉन और ऑक्सीजन की सांद्रता पर भी दबाव डालने में मदद करता है जो पृथ्वी के पहली बार बनने पर कोर में मौजूद थे, जो सौर प्रणाली के निर्माण के बारे में हमारे सिद्धांतों को सूचित करने की दिशा में एक लंबा रास्ता तय कर सकता है।
क्या अधिक है, यह शोध भूभौतिकीविदों को यह निर्धारित करने में मदद कर सकता है कि कब और कैसे अन्य ग्रह (जैसे मंगल, शुक्र और बुध) में अभी भी चुंबकीय क्षेत्र थे (और संभवतः वे फिर से कैसे संचालित किए जा सकते हैं इसके विचारों को जन्म देते हैं)। यह एक्सोप्लेनेट-शिकार विज्ञान टीमों को यह निर्धारित करने में भी मदद कर सकता है कि कौन से एक्सोप्लेनेट्स में मैग्नेटोस्फेयर हैं, जो हमें यह पता लगाने की अनुमति देगा कि कौन से अतिरिक्त-सौर दुनिया रहने योग्य हो सकते हैं।
