一块大质量的太空岩石撞击可能已经启动了地球的磁场

By Elizabeth Howell

2022/11/6

Science & Astronomy

形成了月球的星际碰撞可能有比我们想的更多与地球的古代历史的联系。

一种地质理论提出月球在一个与地球的星际撞击后形成，但我们几乎不知道这次撞击怎样影响了地球的磁场。(Image credit: NASA)

一项新的研究提出我们星球的磁场是一个天才而不是一个晚潮者。

围绕地球的保护磁场如此强大以致它一定在我们的历史早期中形成，但有一个对时间机制的复杂：地球可能在45亿年前被一颗火星大小的原行星重击。那次碰撞可能被联系到我们的磁场怎样被形成。

合著者利兹大学应用数学家大卫·休斯在周三（11月2日）发表的美国国家科学院报的声明中说，“以前的理论已经没有认识到这种潜在的重要联系”。

按照这个巨大撞击假说，这次星际碰撞是如此巨大以致它创造了形成地球的月球的物质的凝块。几十年来科学家们一直在研究同位素（元素的类型）、陨石和地质学来约束月球的形成，但磁场假说没有被那么彻底的探索。

地球通过一个地球发电机过程产生它的磁场，这一过程需要一颗行星以一定的速度来旋转并且有一种在其它属性中能传导电的内部流体，地球的熔铁外核是电和磁能量转化发生的地方。

磁场是自我维持的，因为磁场诱导电流而电流产生一个磁场。但这个过程怎样首位启动被贫乏的理解。在他们的论文中，作者说这些是必须在未来来约束强磁场是在这次撞击前还是撞击后存在的研究中被问的关键问题：

·                             在哪个盘吸积下导致一个强磁化的原行星形成的条件是什么？

·                            什么样的撞击将留下一个液核强的磁化了？相反，什么样的撞击能导致这个液芯的强磁化？

·                            被一个巨大的撞击去除的地壳和/或地幔能创造核中强有力对流的条件吗？

·                            被快速角动量损失[转速损失]驱动的不稳定性能导致核的强磁化吗？

·                            吸积环面的再缩合[换句话说在撞击后甜甜圈形状的吸积盘的来聚集在一起]能导致发电机行动吗？

地球和月球的历史真的被非常紧密相连。. (Image credit: NASA)

作者强调，就在现在几乎没有来在这些场景之间选择的信息，但他们补充说当讨论地球的磁场怎样形成时这次大碰撞不能被忽视。

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该磁场被联系到地球的相对快速的旋转（24小时），这是来保持磁活着的关键。研究人员说，发电机只它被维持才工作，而且由于地球的内部中的物理约束不能重新启动。然而，不清楚是这次撞击造成了发电机还是地球的旋转在历史早期创造了一个强的发电机------一个足够强来抵抗这次撞击的。需要更多的研究来约束时间机制。

芝加哥大学的天体物理学家福斯托·卡塔尼奥在同一份声明中说，“正是这个发电机持久性的显著特征允许我们来做出推断关于早期地球的历史的------可能的包括月球怎样被形成”。

作者补充说，记住这个对发电机的约束可能帮助未来的研究人员缩小地球的的磁场来成的时间机制，要么在这次撞击之前要么在这次撞击之后。他们还问更多钻研地球的磁场历史的研究。