Jak wyglądało pole magnetyczne Ziemi w przeszłości

Naukowcy odzyskali zapis tego jak wyglądało pole magnetyczne Ziemi ponad 3,7 miliarda lat temu. Zdaniem badaczy wydaje się ono niezwykle podobne do tego obecnego dzisiaj.

Jak tłumaczą naukowcy, pole magnetyczne sprawiło, że życie na Ziemi byłoby możliwe, ponieważ chroni ono organizmy przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i naładowanymi cząstkami emitowanymi przez Słońce (wiatr słoneczny). Jednak do tej pory badacze nie byli pewni, kiedy powstało.

Naukowcy z University of Oxford i Massachusetts Institute of Technology (MIT) przeanalizowali starożytną sekwencję skał zawierających żelazo z Isua na Grenlandii. Cząsteczki tego pierwiastka, jak tłumaczą geolodzy, działają jak maleńkie magnesy, które mogą rejestrować zarówno siłę, jak i kierunek pola magnetycznego, gdy proces krystalizacji blokuje je w miejscu. Naukowcy odkryli, że skały pochodzące sprzed 3,7 miliarda lat uchwyciły siłę pola magnetycznego o wartości co najmniej 15 mikrotesli (jednostka indukcji magnetycznej w układzie SI), porównywalną ze współczesnym polem magnetycznym (30 mikrotesli). Badanie zostało opublikowane w Journal of Geophysical Research.

Wyniki te, jak wskazują naukowcy stanowią najstarsze oszacowanie siły ziemskiego pola magnetycznego pochodzące z całych próbek skał, które zapewniają dokładniejszą i bardziej wiarygodną ocenę niż poprzednie badania, które wykorzystywały pojedyncze kryształy.

„Wyodrębnienie wiarygodnych zapisów z tak starych skał jest niezwykle trudne i naprawdę ekscytujące było zobaczenie, jak pierwotne sygnały magnetyczne zaczynają się pojawiać, gdy analizowaliśmy te próbki w laboratorium. To naprawdę ważny krok, ponieważ staramy się określić rolę pełniło starożytne pole magnetyczne, gdy po raz pierwszy pojawiło się życie na Ziemi” – mówi profesor Claire Nichols z University of Oxford.

Siła jaką ma pole magnetyczne wydaje się pozostawać względnie stała, ale wiatr słoneczny, jak wskazują naukowcy, był znacznie silniejszy w przeszłości. Sugeruje to, że ochrona powierzchni Ziemi przed kosmicznym zagrożeniem z czasem wzrosła, co mogło pozwolić życiu przenieść się na kontynenty i opuścić oceany, które również broniły organizmy.

Pole magnetyczne jest generowane przez mieszanie stopionego żelaza w płynnym jądrze zewnętrznym Ziemi, napędzane siłami wyporu podczas krzepnięcia jądra wewnętrznego. Podczas wczesnego formowania się Ziemi, stały rdzeń wewnętrzny jeszcze się nie uformował, dlatego też naukowcy nie wiedzą, w jaki sposób wczesne pole magnetyczne było podtrzymywane.

Zrozumienie, w jaki sposób siła ziemskiego pola magnetycznego zmieniała się w czasie, jest również kluczem do określenia, kiedy zaczęło się formować wewnętrzne, stałe jądro Ziemi. Pomoże to geologom zrozumieć, jak szybko ciepło ucieka z głębokiego wnętrza Ziemi, co jest kluczowe dla poznania procesów takich jak tektonika płyt.

Wyzwaniem w rekonstrukcji ziemskiego pola magnetycznego z przeszłości jest to, jak zaznaczają badacze, że każde zdarzenie, które podgrzewa skałę, może zmienić zachowane w niej sygnały. Skały w skorupie ziemskiej często mają długą i złożoną historię geologiczną, która wymazuje poprzednie informacje o polu magnetycznym.

Jednak skały z Isua mają wyjątkową geologię – znajdują się na szczycie grubej skorupy kontynentalnej, która chroni je przed rozległą aktywnością tektoniczną i deformacją. Pozwoliło to naukowcom opracować wyraźny zbiór dowodów potwierdzających istnienie pola magnetycznego 3,7 miliarda lat temu.

Emil Gołoś