Спільне дослідження Оксфордського університету та Массачусетського технологічного інституту виявило запис магнітного поля в Гренландії віком 3,7 мільярда років, демонструючи, що давнє магнітне поле Землі було таким же сильним, як і сьогодні, вирішальним для захисту життя, захищаючи від космічного та сонячного впливу. випромінювання.
Нове дослідження відновило запис про магнітне поле Землі 3,7 мільярда років і виявило, що воно надзвичайно схоже на поле, яке оточує Землю сьогодні. Висновки були опубліковані сьогодні (24 квітня) в Journal of Geophysical Research.
Без його магнітного поля життя на Землі було б неможливим, оскільки воно захищає нас від шкідливого космічного випромінювання та заряджених частинок, які випромінює Сонце («сонячний вітер»). Але досі не було точної дати, коли вперше було встановлено сучасне магнітне поле.
Дослідження стародавніх гірських порід
У новому дослідженні дослідники досліджували давню послідовність залізовмісних порід з Ісуа, Гренландія. Частинки заліза ефективно діють як крихітні магніти, які можуть реєструвати напруженість і напрямок магнітного поля, коли процес кристалізації фіксує їх на місці. Дослідники виявили, що породи, датовані 3,7 мільярдами років тому, вловлювали магнітне поле напруженістю щонайменше 15 мікротесла, яке можна порівняти з сучасним магнітним полем (30 мікротесла).
Ці результати дають найдавнішу оцінку сили магнітного поля Землі, отриману на основі цілих зразків гірських порід, що дає більш точну та надійну оцінку, ніж попередні дослідження, які використовували окремі кристали.
Відомості з дослідження
Провідний дослідник, професор Клер Ніколс (департамент наук про Землю Оксфордського університету) сказала: «Отримати надійні записи з таких старих порід надзвичайно складно, і було справді захоплююче спостерігати, як первинні магнітні сигнали починають з’являтися, коли ми аналізували ці зразки в лабораторії. . Це справді важливий крок вперед, оскільки ми намагаємося визначити роль стародавнього магнітного поля, коли життя на Землі тільки зароджувалося».
Хоча напруженість магнітного поля, здається, залишалася відносно постійною, сонячний вітер, як відомо, був значно сильнішим у минулому. Це свідчить про те, що захист земної поверхні від сонячного вітру з часом посилився, що, можливо, дозволило життю переміститися на континенти та залишити захист океанів.
Магнітне поле Землі створюється шляхом змішування розплавленого заліза з рідким зовнішнім ядром, що рухається силами плавучості, коли внутрішнє ядро твердіє, що створює динамо. Під час раннього формування Землі тверде внутрішнє ядро ще не сформувалося, залишаючи відкритими питання про те, як підтримувалося раннє магнітне поле. Ці нові результати свідчать про те, що механізм, який рухав раннє динамо Землі, був таким же ефективним, як і процес затвердіння, який створює сьогодні магнітне поле Землі.
Розуміння того, як напруженість магнітного поля Землі змінювалася з часом, також є ключовим для визначення того, коли почало формуватися внутрішнє тверде ядро Землі. Це допоможе нам зрозуміти, як швидко тепло виходить із глибин Землі, що є ключовим для розуміння таких процесів, як тектоніка плит.
Геологічні та атмосферні наслідки
Значною проблемою у реконструкції магнітного поля Землі так далеко в минуле є те, що будь-яка подія, яка нагріває камінь, може змінити збережені сигнали. Гірські породи в земній корі часто мають довгу та складну геологічну історію, яка стирає попередню інформацію про магнітне поле. Проте Супракрустальний пояс Ісуа має унікальну геологію, він розташований на вершині товстої континентальної кори, яка захищає його від великої тектонічної активності та деформацій. Це дозволило дослідникам створити чіткі докази існування магнітного поля 3,7 мільярда років тому.
Результати також можуть дати нове уявлення про роль нашого магнітного поля у формуванні розвитку атмосфери Землі, як ми її знаємо, зокрема щодо виходу газів з атмосфери. Наразі нез’ясованим явищем є втрата неактивного газу ксенону з нашої атмосфери понад 2,5 мільярда років тому. Ксенон відносно важкий і тому навряд чи просто вилетів з нашої атмосфери. Нещодавно вчені почали досліджувати можливість того, що заряджені частинки ксенону були видалені з атмосфери магнітним полем.
У майбутньому дослідники сподіваються розширити наші знання про магнітне поле Землі до підвищення рівня кисню в земній атмосфері приблизно 2,5 мільярда років тому, досліджуючи інші давні породи в Канаді, Австралії та Південній Африці. Краще розуміння стародавньої сили та мінливості магнітного поля Землі допоможе нам визначити, чи є планетарні магнітні поля вирішальними для існування життя на планетарній поверхні та їх роль в еволюції атмосфери.