Новое исследование, проведенное Оксфордским университетом и Массачусетским технологическим институтом, восстановило запись магнитного поля Земли возрастом 3,7 миллиарда лет и обнаружило, что оно удивительно похоже на поле, окружающее Землю сегодня, сообщает «phys.org».
Без его магнитного поля жизнь на Земле была бы невозможна, поскольку оно защищает нас от вредного космического излучения и заряженных частиц, испускаемых Солнцем («солнечным ветром»). Но до сих пор не было достоверной даты, когда впервые было установлено современное магнитное поле.
В ходе исследования ученые изучили древнюю последовательность железосодержащих пород из Исуа, Гренландия. Частицы железа эффективно действуют как крошечные магниты, которые могут регистрировать как силу магнитного поля, так и его направление, когда процесс кристаллизации фиксирует их на месте.
Исследователи обнаружили, что горные породы, датируемые 3,7 миллиардами лет назад, улавливают напряженность магнитного поля не менее 15 микротесла, сравнимую с современным магнитным полем (30 микротесла).
Эти результаты представляют собой старейшую оценку силы магнитного поля Земли, полученную из образцов цельных горных пород, которые обеспечивают более точную и надежную оценку, чем предыдущие исследования, в которых использовались отдельные кристаллы.
«Извлечение надежных записей из пород такого возраста является чрезвычайно сложной задачей, и было действительно интересно увидеть, как начали появляться первичные магнитные сигналы, когда мы анализировали эти образцы в лаборатории. Это действительно важный шаг вперед, поскольку мы пытаемся определить роль древнего магнитного поля, когда жизнь на Земле только появилась», - объяснила команда.
Магнитное поле Земли создается путем перемешивания расплавленного железа с жидким внешним ядром, приводимым в движение выталкивающими силами по мере затвердевания внутреннего ядра, которые создают динамо-машину. Во время раннего формирования Земли твердое внутреннее ядро еще не сформировалось, что оставляло открытыми вопросы о том, как поддерживалось раннее магнитное поле.
Эти новые результаты свидетельствуют о том, что механизм, приводящий в движение раннюю динамо-машину Земли, был столь же эффективен, как и процесс затвердевания, который генерирует магнитное поле Земли сегодня.
Серьезная проблема в реконструкции магнитного поля Земли в далеком прошлом заключается в том, что любое событие, которое нагревает породу, может изменить сохраненные сигналы. Горные породы в земной коре часто имеют долгую и сложную геологическую историю, которая стирает предыдущую информацию о магнитном поле.
Тем не менее, Супракрустальный пояс Исуа имеет уникальную геологию, расположенную поверх толстой континентальной коры, которая защищает его от обширной тектонической активности и деформации. Это позволило исследователям собрать четкие доказательства, подтверждающие существование магнитного поля 3,7 миллиарда лет назад.
Результаты также могут дать новое представление о роли нашего магнитного поля в формировании развития атмосферы Земли в том виде, в котором мы ее знаем, особенно в том, что касается атмосферного выхода газов.
В настоящее время необъяснимым явлением является потеря нереакционноспособного газа ксенона из нашей атмосферы более 2,5 миллиардов лет назад. Ксенон относительно тяжелый и поэтому вряд ли просто дрейфовал из нашей атмосферы. В последнее время ученые начали исследовать возможность того, что заряженные частицы ксенона были удалены из атмосферы магнитным полем.
В будущем исследователи надеются расширить наши знания о магнитном поле Земли до подъема кислорода в атмосфере Земли около 2,5 миллиардов лет назад, изучив другие древние последовательности горных пород в Канаде, Австралии и Южной Африке.
Лучшее понимание древней силы и изменчивости магнитного поля Земли поможет нам определить, имеют ли планетарные магнитные поля решающее значение для существования жизни на поверхности планеты и их роли в атмосферной эволюции.
Спонсор рубрики – ООО «Азбука Групп».
