Находка из камня: ученые раскрыли тайны древнего магнитного поля Земли

Благодаря тщательному анализу камней, добытых на острове Исуа в Гренландии, ученые выяснили, что магнитное поле Земли 3,7 млрд лет назад было примерно вдвое слабее современного и составляло 15 мкТл. Эти породы, обнаруженные в супракрустальном поясе Исуа, признаны одними из древнейших на планете и содержат обширные железные образования, запечатавшие информацию о направлении и силе магнитного поля во времена его образования. Открытие было совершено благодаря анализу железных частиц в древних горных породах, которые действовали как естественные магниты, сохраняя силу и направление магнитного поля.

Для получения магнитной информации об этих породах, образцы подвергались размагничиванию в лаборатории, а затем повторно намагничивались при определенной интенсивности поля. Этот процесс позволил исследователям сопоставить «градиент размагничивания» с «градиентом лабораторной намагниченности», что помогло определить силу магнитного поля Земли 3,7 млрд лет назад. Важным результатом исследования стало получение данных о временном интервале, который предшествует ранее известным данным о магнитном поле на 200 млн лет. Это значительное отличие, учитывая, что микробные маты, первые формы жизни на Земле, появились приблизительно 3,7 млрд лет назад. Таким образом, исследование подчеркивает важную роль магнитного поля в эволюции и возникновении жизни на планете.

Поскольку магнитное поле оставалось стабильным в течение миллиардов лет, исследователи предполагают, что защита Земли от солнечного ветра могла усиливаться со временем. Это предположение подтверждается более сильным воздействием солнечного ветра в прошлом. Вследствие усиления магнитного поля вероятно, что оно способствовало появлению жизни на суше, избавив ее от океанского покрова.

Ученые планируют провести раскопки древних пород в различных частях мира, таких как Канада, Австралия и Южная Африка, для дальнейших исследований. Дополнительные данные о возрасте магнитного поля и его эволюции могут значительно расширить наше понимание роли магнитного поля в поддержании условий для жизни.

В древние времена солнечные ветры были сильнее, а магнитное поле Земли было слабее, что делало условия на планете более суровыми. Тем не менее, возможность возникновения жизни все еще существовала. Научное сообщество предполагает, что увеличение силы магнитного поля способствовало выходу сложной жизни из океанов и ее процветанию на суше. Клэр Николс, автор исследования, считает, что магнитное поле защищает нас от вредного космического излучения и способствует стабильности океанов и атмосферы на протяжении длительных периодов времени.

Не каждая планета обладает магнитосферой, поэтому исследователи до сих пор не понимают, что именно способствовало ее появлению на Земле. Известно, что магнитное поле формируется в результате движения жидкой части внутреннего ядра планеты и передачи тепла от твердого внутреннего ядра к конвективному внешнему ядру в процессе его постепенного охлаждения. Однако ядро начало затвердевать около 1 млрд лет назад, что могло усилить его. Дело в том, что жизнь на Земле зависит от магнитного поля, которое предотвращает воздействие космических лучей и защищает поверхностные воды Земли, что делает его наличие ключевым фактором для зарождения жизни на других планетах за пределами нашей солнечной системы. Таким образом, даже если слабое поле будущей экзопланеты будет сталкиваться с интенсивными воздействиями со стороны ее родительской звезды, некоторые формы жизни смогут обитать на ее поверхности. Это происходит благодаря невидимому полю, создаваемому в жидком железном ядре планеты.

Сейчас ученые заинтересованы в более детальном исследовании взаимосвязи между древними магнитными полями Земли и составом ее атмосферы. Приблизительно 2,5 млрд лет назад в атмосфере произошло резкое увеличение содержания кислорода. Хотя частично это было вызвано развитием фотосинтеза, как отмечает Николс, сила магнитного поля также может влиять на то, какие газы остаются в атмосфере, а какие покидают ее и уходят в космос.