Примерно четыре миллиарда лет назад молодая Земля почти завершила переход от адской расплавленной массы к каменному шару с твердой поверхностью. Теперь сохранившиеся с того времени зерна циркона показывают, что наша молодая планета уже была защищена магнитным экранированием. Открытие указывает на то, что магнитное поле Земли почти на миллиард лет старше, чем предполагалось ранее, что не только дает представление о прошлой эволюции планеты, но также может помочь осветить ее будущее.
Связанный контент
- Смиренный магний может стать источником магнитного поля Земли
- Земля могла стать магнитной после употребления ртутного объекта
- Сверхтонкая атмосфера Марса может означать, что текущая вода была исключением, а не правилом
Преобладающая теория заключается в том, что магнитное поле Земли создается расплавленным железом, циркулирующим во внешнем ядре планеты. Поле меняется со временем; северный и южный полюсы блуждают, и иногда все поле может перевернуться, причем север становится югом и наоборот. В настоящее время магнитное поле Земли ослабевает, что, по мнению ученых, может свидетельствовать о том, что переворот может произойти где-то в ближайшие пару тысяч лет. В последний раз такое событие происходило 800 000 лет назад, и ученые все еще работают над тем, чтобы понять этот процесс, который может занять до 15 000 лет. Последние данные, опубликованные ранее на этой неделе в Nature Communications, указывают на то, что переворот может начаться под югом Африки, но остается много загадок.
Независимо от того, где находятся полюса, магнитное поле имеет решающее значение, потому что оно защищает планету от солнечного ветра - постоянного потока заряженных частиц, исходящих от Солнца. Без этой планетарной защиты солнечный ветер разрушил бы атмосферу, и жизнь на Земле выглядела бы совсем иначе, если бы она существовала. Понимание истории и работы нашего магнитного поля может, следовательно, дать представление о шансах на жизнь в других мирах.
Скалы из Южной Африки ранее указывали, что нашему магнитному полю, по крайней мере, 3, 2 миллиарда лет, но истинный возраст поля еще не известен. Определить, когда включилось поле, - трудная задача - только камни, которые остались нетронутыми с момента их образования, хранят записи о древнем магнитном поле, и это трудная находка на планете, которая постоянно перерабатывает себя посредством тектоники плит.
К счастью, Джон Тардуно из Университета Рочестера и его коллеги нашли такие камни в Джек Хиллз в Западной Австралии. Крошечные образцы циркона содержали магнетит - магнитный оксид железа - который регистрировал магнитное поле, которое существовало, когда формировались породы. Возраст зерен варьируется от 3, 3 до 4, 2 миллиардов лет, в течение которых магнитное поле планеты было примерно в 1, 0–0, 12 раза сильнее, чем сегодня, сообщает команда на этой неделе в журнале Science .
Образец кристаллов магнетита, намного крупнее, но по химическому составу похож на найденные в древнем цирконе. (Вальтер Гейерспергер / Корбис) По словам команды, сила поля поддерживает аргументы в пользу основного динамо даже на этой зарождающейся стадии истории планеты. Это, в свою очередь, подтверждает предыдущие намеки на то, что тектоника плит уже тогда находилась в движении, потому что что-то должно было двигаться, чтобы выпустить тепло, накапливающееся во внутренней части планеты.
«Среди ученых не было единого мнения о том, когда началась тектоника плит», - отмечает Тардуно в своем заявлении. «Наши измерения, однако, подтверждают некоторые предыдущие геохимические измерения древних цирконов, которые предполагают возраст 4, 4 миллиарда лет».
Земля - не единственная каменистая планета в Солнечной системе, обладающая магнитным полем. Космический аппарат MESSENGER недавно нашел доказательства того, что слабое магнитное поле Меркурия датируется как минимум 3, 9 миллиардами лет. То, что и у Земли, и у Меркурия есть такие древние поля, означает, что планеты должны были иметь более горячее начало, чем считалось ранее, говорит Жюльен Обер из Института физики мира в Париже в комментарии, сопровождающем сегодняшние открытия, в том числе и в науке .
«Однако этот старт не может быть невероятно горячим, поскольку к моменту получения остатков намагниченности кора должна была быть достаточно твердой и холодной», - писал он, ссылаясь как на недавнюю австралийскую находку, так и на открытие MESSENGER. Марс и Луна также имеют остаточную намагниченность одинакового возраста, но эти тела давно потеряли свои глобальные магнитные поля. Для Марса есть вероятность, что потеря его магнитного поля позволила солнечному ветру лишить его атмосферы, истончить его и изменить его химический состав. Космические корабли, которые в настоящее время вращаются вокруг красной планеты, изучают, связано ли это изменение с окончанием теплого, влажного периода на Марсе, который, по мнению некоторых ученых, мог бы поддержать примитивную жизнь миллионы лет назад.
Между тем, новые находки на Земле могут помочь в разработке единой теории планетарных магнитных полей, которая объяснит их рождение и смерть и, возможно, укажет на будущее магнитного экранирования - и, возможно, жизни - в нашем домашнем мире.
