Появились новые доказательства раннего появления магнитного поля Земли

Собственное магнитное поле было у Земли уже 4,2 млрд лет назад. К такому выводу пришли геологи, проанализировав материалы раскопок в Австралии. Результаты замеров ученых опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Наши новые данные подтверждают прошлые результаты, а также указывают на существование периода необычно высокой силы магнитного поля Земли, который начался и закончился примерно 4 млрд лет назад. Вероятно, он был связан с осаждением различных соединений в жидком ядре юной планеты", - пишут ученые.

Пять лет назад они выяснили, что магнитное поле Земли и круговорот пород в ее недрах зародились практически сразу после того, как наш мир столкнулся с прародительницей Луны, анализируя изотопный и химический состав так называемых цирконов. Их извлекли из отложений древнейших пород планеты, которые расположены в местечке Джек-Хиллс в западной Австралии.

Под Джек-Хиллс залегают породы так называемого Пилабарского щита. На его территории, а также в аналогичных залежах, найденных на территории Южной Африки, сохранилась первозданная древняя кора Земли, чей возраст составляет как минимум 3,6 млрд лет.

В свою очередь цирконы представляют собой микроскопические кристаллы из особо тугоплавких минералов, которые присутствуют внутри магматических горных пород, составляющих основу коры на континентах. Они возникают и разрушаются только при очень высоких температурах, что позволяет использовать цирконы для оценки возраста древнейших пород Земли и других их черт, в том числе и силы магнитного поля в прошлом.

Железные реки

Джон Тардуно, профессор геологии из Рочестерского университета (США), и его коллеги нашли достаточно четкие следы древнего магнитного поля Земли в цирконах, которые сформировались примерно 4,2 млрд лет назад. Далеко не все геологи поверили в это, что заставило авторов статьи собрать новые доказательства своей гипотезы.

В частности, многие скептики предположили, что датировки цирконов могли быть искажены из-за трещин в некоторых из них. Через эти трещины внутрь таких кристаллов может проникать вода. Авторы статьи учли все эти претензии и собрали большое количество очень качественных кристаллов, внутри которых подобная проблема возникнуть не могла.

Используя те же самые приемы и квантовые датчики магнитных полей, Тардуно и его коллеги повторили замеры и получили ту же дату, что и в первом случае. Ученые также нашли намеки на то, что сила геомагнитного поля в последующие эпохи была достаточно высокой и при этом заметно менялась со временем.

Большая сила магнитного "щита" Земли в первые эпохи ее существования, которая примерно в два раза превышала значения в более поздние, стала неожиданностью для геологов. Ранее ученые считали, что магнитное поле Земли стало более мощным только после того, как в ее ядре сформировался твердый железный "сердечник", и вокруг него появился интенсивный круговорот расплавленного железа.

Пока геологи не могут это однозначно объяснить. Тем не менее, они предполагают, что мощное магнитное поле юной Земли возникало из-за того, что в то время ее ядро активно перемешивалось под действием своеобразных "рек" железа, которые двигались в сторону центра планеты, и аналогичных потоков из оксидов магния и кремния, которые "всплывали" к поверхности ядра.

Когда ядро охладилось до определенной отметки, этот процесс прекратился, в результате чего сила магнитного поля резко уменьшилась. Оно, как заключают Тардуно и его коллеги, оставалось низким до тех пор, пока внутренняя часть ядра не затвердела и не появился современный круговорот металлов в его жидкой части, которые защищает нас от космических лучей и солнечного ветра.