地球磁场的年龄有多大?

地球磁场对地球上的生命至关重要。它保护我们免受恶劣的太空环境。我们认为，磁场是由地球金属液态铁核的不断循环产生的。但是，地核的铁质流动了多久，以及地球磁场的年龄，一直是悬而未决的问题，导致了一个悖论，斯图尔特·麦克威廉姆斯(Stewart McWilliams)认为他现在可以解决这个悖论了……

这个悖论几年前就被提出来了。真的，几年前就澄清了那就是当你有一个非常高的热导率在地核的铁在这些条件下，很难维持地球的磁场。地核的热量很快就被带走了，没有足够的能量来支持产生地球磁场的剧烈运动。

康妮:这个悖论提出了一个问题。我们有一个高导电性的熔融铁芯但是，如果它是高导电性的，那么

1)地球的磁场不可能存在那么久，否则它就会自己烧掉。我们的岩石可以追溯到地球诞生之初，显示出它的存在。

或-

2)早期的地球一定有一个超级热的熔融地核，这样才能长久地保持热量。

但这也行不通，因为我们知道地球基本上保持不变。那么这是怎么回事呢?这一切都取决于这个问题:在像地球中心这样的超高温高压环境中，铁的性质是什么?

斯图尔特:我们拿两颗钻石和钻戒上的钻石差不多，但是如果你把它从戒指上拿出来，你会注意到在一边有一个非常尖的部分，我们基本上是把这两颗钻石的两个点压在一起。在这种情况下，在一块铁上我们尽我们所能地挤压这个铁我们可以产生和地球中心的铁一样的力。当然，地球的中心也很热，所以，当然，地球中心的铁部分是液态的，因为它太热了，融化了。为了达到这样的条件，我们必须把它加热这也是钻石非常有用的地方，它非常坚固，可以帮助我们挤压它。它也是透明的，所以我们可以看穿它，或者，在这种情况下，我们可以发射激光穿过它，把这一小块铁加热到几千度。所以我们通过挤压样品，用激光加热，在地球中心创造了这样的条件。

康妮-你想从中找出什么?

斯图尔特-我们已经能够用这种技术得到这些条件很长时间了，但是我们试图找到的是非常具体的东西，一些很难测量的东西，那就是铁在这些条件下的导热性能。这对于建立地球磁场的特性非常重要。它活了多久等等。为了测量在这种情况下热量是如何传递的，我们在这两个钻石之间放了一小块铁，如果我们用激光脉冲加热它的一边，那么热量会慢慢地通过这个头发宽度的样本传递我们可以测量它从另一边出来的热量。我说的是缓慢的，它发生在纳秒的尺度上，所以我们必须非常快地进行测量，但是，如果我们能测量出热量的传播速度，我们就能确定热量是如何在地球中心内部流动的。

康妮:所以这就是你开始尝试重建地球中心的原因，看看这种传导是如何发生的，你发现了什么?

斯图尔特:所以对于我们所期望的铁的高导热率，地球的磁场可能只是年轻的，它可能没有很长时间，它也可能在未来有很短的寿命。我们发现，令人惊讶的是，热导率非常低，对金属来说非常低，这意味着地球磁场实际上可以很长时间存在。事实上，它可能在地球形成的时候就已经存在了，甚至在地球上第一个生命出现之前这对生命的传播和进化有着非常重要的意义。