Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Lịch sử của hành tinh chúng ta đã được viết, trong số những thứ khác, trong sự đảo ngược định kỳ của các cực từ của nó. Các nhà khoa học đề xuất một phương tiện mới để đọc hồ sơ lịch sử này: trong băng. Phát hiện của họ có thể dẫn đến một lõi băng thăm dò tinh chế và, trong tương lai, có thể được áp dụng để tìm hiểu lịch sử từ tính của các vật thể khác trong hệ mặt trời của chúng ta, bao gồm cả mặt trăng Europa của sao Hỏa và sao Mộc.
Lịch sử của hành tinh chúng ta đã được viết, trong số những thứ khác, trong sự đảo ngược định kỳ của các cực từ của nó. Các nhà khoa học tại Viện Khoa học Weizmann đề xuất một phương tiện mới để đọc hồ sơ lịch sử này: trong băng. Những phát hiện của họ được báo cáo gần đây trong Thư Khoa học Trái đất và Hành tinh (Earth and Planetary Science Letters) có thể dẫn đến một lõi băng thăm dò tinh chế và, trong tương lai, có thể được áp dụng để tìm hiểu lịch sử từ tính của các thiên thể khác trong hệ mặt trời của chúng ta, bao gồm cả Sao Hỏa và Sao Mộc .
Ý tưởng nghiên cứu mối liên hệ có thể có giữa lịch sử từ băng và Trái đất nảy sinh từ nguồn băng của hành tinh – trên hòn đảo đầy nắng của Corsica, nơi Giáo sư Oded Aharonson thuộc Khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh của Viện, đang tham dự một hội nghị về từ tính. Cụ thể hơn, các nhà nghiên cứu ở đó đã thảo luận về lĩnh vực được gọi là từ tính, chủ yếu được nghiên cứu thông qua các khoáng chất từ mảnh bị mắc kẹt trong đá hoặc lõi được khoan qua trầm tích đại dương. Các hạt như vậy được xếp thẳng hàng với từ trường của Trái đất tại thời điểm chúng bị mắc kẹt và thậm chí hàng triệu năm sau, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra sự liên kết bắc-nam từ tính của chúng và hiểu vị trí của các cực từ của Trái đất tại thời điểm xa xôi đó. Điều thứ hai là ý tưởng của Aharonson: Nếu một lượng nhỏ vật liệu từ tính có thể cảm nhận được trong trầm tích đại dương, có thể chúng cũng có thể được tìm thấy bị mắc kẹt trong băng và đo. Một số băng bị đóng băng trong các sông băng ở những nơi như Greenland hoặc Alaska có nhiều thiên niên kỷ và được xếp lớp như những vòng cây. Các lõi băng được khoan xuyên qua chúng được điều tra để tìm dấu hiệu của những thứ như sự nóng lên của hành tinh hoặc kỷ băng hà. Tại sao không đảo ngược trong từ trường là tốt?
Câu hỏi đầu tiên mà Aharonson và học sinh Yuval Grossman của ông, người đứng đầu dự án phải hỏi là liệu quá trình băng hình thành ở các vùng gần cực có thể phát hiện ra sự đảo ngược cực từ có thể phát hiện được không. Những sự đảo ngược ngẫu nhiên này đã xảy ra trong suốt lịch sử của hành tinh chúng ta, được thúc đẩy bởi sự chuyển động hỗn loạn của máy phát điện sắt lỏng nằm sâu trong lõi của hành tinh. Trong các thành tạo đá dải và trầm tích phân lớp, các nhà nghiên cứu đo mô men từ – hướng từ bắc-nam – của các vật liệu từ tính trong đó để tiết lộ mô men từ của từ trường Trái đất tại thời điểm đó. Các nhà khoa học nghĩ rằng các hạt từ tính như vậy có thể được tìm thấy trong bụi bị mắc kẹt, cùng với nước đá, trong sông băng và các tảng băng.
Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một thiết lập thử nghiệm để mô phỏng sự hình thành băng như ở các sông băng vùng cực, nơi các hạt bụi trong khí quyển thậm chí có thể cung cấp các hạt nhân xung quanh hình thành những bông tuyết. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra tuyết rơi nhân tạo bằng cách nghiền đá tinh khiết làm từ nước tinh khiết, thêm một chút bụi từ tính và để nó rơi xuống mặc dù một cột rất lạnh tiếp xúc với từ trường, sau đó có sự điều khiển của các nhà khoa học. Bằng cách duy trì nhiệt độ rất lạnh – khoảng 30 độ C dưới 0, họ thấy rằng họ có thể tạo ra các “lõi băng” thu nhỏ trong đó tuyết và bụi đóng băng cứng thành băng cứng.
Nếu bụi không bị ảnh hưởng bởi từ trường bên ngoài, nó sẽ lắng theo các hướng ngẫu nhiên sẽ triệt tiêu lẫn nhau. Nhưng nếu một phần của nó được định hướng theo một hướng cụ thể ngay trước khi các hạt đóng băng tại chỗ, khoảnh khắc từ tính ròng sẽ được phát hiện.
Để đo từ tính của “lõi băng” mà họ đã tạo ra trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học Weizmann đã đưa họ đến Đại học Do Thái ở Jerusalem, đến phòng thí nghiệm của Giáo sư Ron Shaar, nơi có một từ kế nhạy cảm được cài đặt ở đó có thể đo được rất nhỏ của khoảnh khắc từ tính. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy một khoảnh khắc từ tính nhỏ nhưng chắc chắn có thể phát hiện được phù hợp với từ trường được áp dụng cho các mẫu băng của họ.
Aharonson nói: “Lịch sử từ tính của Trái đất đã được nghiên cứu từ hồ sơ đá, đọc nó trong lõi băng có thể tiết lộ các chiều bổ sung hoặc giúp chỉ định ngày chính xác cho các phát hiện khác trong các lõi đó”. “Và chúng ta biết rằng bề mặt của Sao Hỏa và các mặt trăng băng giá lớn như Europa đã tiếp xúc với từ trường. Thật thú vị khi tìm kiếm sự đảo ngược từ trường trong băng được lấy mẫu từ các vật thể khác trong hệ mặt trời của chúng ta.”
“Chúng tôi đã chứng minh điều đó là có thể,” ông nói thêm. Aharonson thậm chí đã đề xuất một dự án nghiên cứu cho một sứ mệnh không gian trong tương lai liên quan đến việc lấy mẫu lõi băng trên Sao Hỏa và ông hy vọng rằng việc chứng minh tính khả thi của việc đo lõi như vậy sẽ thúc đẩy sự hấp dẫn của đề xuất này.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện Khoa học Weizmann . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :