Sama ada atau tidak sebuah planet mempunyai medan magnet jauh ke arah menentukan sama ada ia boleh dihuni atau tidak. Walaupun Bumi mempunyai magnetosfera yang kuat yang melindungi kehidupan dari radiasi berbahaya dan membuat angin suria tidak melepaskan atmosfernya, planet seperti Mars tidak lagi berlaku. Oleh itu mengapa ia berubah dari dunia dengan suasana yang lebih tebal dan air cair di permukaannya ke tempat yang sejuk dan kering sekarang ini.
Atas sebab ini, para saintis telah lama berusaha memahami apa yang menguatkan medan magnet Bumi. Sehingga kini, kata sepakat adalah kesan dinamo yang dihasilkan oleh teras luar cair Bumi yang berputar ke arah yang berlawanan dengan putaran Bumi. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru dari Institut Teknologi Tokyo menunjukkan bahawa ia mungkin disebabkan oleh adanya penghabluran di teras Bumi.
Penyelidikan ini dilakukan oleh saintis dari Earth-Life Science Institute (ELSI) di Tokyo Tech. Menurut kajian mereka - bertajuk "Penghabluran Silikon Dioksida dan Komposisi Evolusi Inti Bumi", yang muncul baru-baru ini di Alam semula jadi - tenaga yang mendorong medan magnet Bumi mungkin lebih berkaitan dengan komposisi kimia teras Bumi.
Yang menjadi perhatian pasukan penyelidik adalah kadar inti Bumi yang sejuk sepanjang masa geologi - yang telah menjadi topik perbahasan selama beberapa waktu. Dan bagi Dr. Kei Hirose - pengarah Institut Sains Bumi-Kehidupan dan pengarang utama di atas kertas - ini adalah usaha berterusan sepanjang hayat. Dalam kajian tahun 2013, dia berkongsi penemuan penyelidikan yang menunjukkan bagaimana teras Bumi mungkin telah lebih sejuk daripada yang difikirkan sebelumnya.
Dia dan pasukannya menyimpulkan bahawa sejak pembentukan Bumi (4.5 miliar tahun yang lalu), inti mungkin telah menyejuk sebanyak 1.000 ° C (1.832 ° F). Penemuan ini agak mengejutkan bagi komuniti sains Bumi - yang membawa kepada apa yang disebut oleh saintis sebagai "Paradoks Panas Teras Baru". Ringkasnya, kadar penyejukan teras ini bermaksud bahawa sumber tenaga lain diperlukan untuk mengekalkan medan geomagnetik Bumi.
Selain itu, dan berkaitan dengan masalah penyejukan teras, terdapat beberapa persoalan yang belum dapat diselesaikan mengenai komposisi kimia inti. Seperti yang dikatakan oleh Dr. Kei Hirose dalam siaran akhbar Tokyo Tech:
"Inti kebanyakannya adalah besi dan beberapa nikel, tetapi juga mengandung sekitar 10% dari paduan cahaya seperti silikon, oksigen, sulfur, karbon, hidrogen, dan sebatian lain. Kami berpendapat bahawa banyak aloi hadir secara serentak, tetapi kami tidak mengetahui bahagian setiap elemen calon. "
Untuk menyelesaikannya, Hirose dan rakan-rakannya di ELSI melakukan satu siri eksperimen di mana pelbagai aloi mengalami keadaan panas dan tekanan yang serupa dengan yang berlaku di pedalaman Bumi. Ini terdiri daripada menggunakan landasan berlian untuk memeras sampel aloi berukuran debu untuk mensimulasikan keadaan tekanan tinggi, dan kemudian memanaskannya dengan sinar laser hingga mencapai suhu yang melampau.
Pada masa lalu, penyelidikan mengenai aloi besi pada intinya lebih banyak tertumpu pada aloi besi-silikon atau besi-oksida pada tekanan tinggi. Tetapi demi eksperimen mereka, Hirose dan rakan-rakannya memutuskan untuk fokus pada gabungan silikon dan oksigen - yang dipercayai ada di teras luar - dan memeriksa hasilnya dengan mikroskop elektron.
Apa yang para penyelidik dapati adalah bahawa dalam keadaan tekanan dan panas yang melampau, sampel silikon dan oksigen digabungkan untuk membentuk kristal silikon dioksida - yang serupa komposisi dengan kuarza mineral yang terdapat di kerak bumi. Ergo, kajian menunjukkan bahawa penghabluran silikon dioksida di teras luar akan melepaskan daya apung yang cukup untuk perolakan teras tenaga dan kesan dinamo sejak awal Hadean eon dan seterusnya.
Seperti yang dijelaskan oleh John Hernlund, juga ahli ELSI dan pengarang bersama kajian ini:
"Hasil ini terbukti penting untuk memahami energetik dan evolusi inti. Kami sangat gembira kerana pengiraan kami menunjukkan bahawa penghabluran kristal silikon dioksida dari teras dapat memberikan sumber tenaga baru yang sangat besar untuk menggerakkan medan magnet Bumi. "
Kajian ini tidak hanya memberikan bukti untuk membantu menyelesaikan apa yang disebut "New Core Heat Paradox", tetapi juga dapat membantu meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana keadaan semasa pembentukan Bumi dan Sistem Suria awal. Pada dasarnya, jika silikon dan oksigen membentuk kristal silikon dioksida di teras luar dari masa ke masa, cepat atau lambat, proses akan berhenti setelah inti kehabisan unsur-unsur ini.
Apabila itu berlaku, kita dapat menjangkakan medan magnet Bumi akan menderita, yang akan memberi implikasi drastik bagi kehidupan di Bumi. Ini juga membantu meletakkan kekangan pada kepekatan silikon dan oksigen yang terdapat di dalam teras ketika Bumi pertama kali terbentuk, yang dapat membantu memberi maklumat tentang teori kita mengenai pembentukan Sistem Suria.
Terlebih lagi, penyelidikan ini dapat membantu ahli geofizik untuk menentukan bagaimana dan kapan planet lain (seperti Marikh, Venus dan Merkurius) masih mempunyai medan magnet (dan mungkin membawa kepada idea bagaimana mereka dapat diaktifkan lagi). Ia bahkan dapat membantu pasukan sains pemburuan eksoplanet untuk menentukan eksoplanet mana yang memiliki magnetosfera, yang akan memungkinkan kita untuk mengetahui dunia ekstra suria mana yang dapat dihuni.
