Najstarsze wyraźne dowody na istnienie pola magnetycznego Ziemi wskazują, że uformowało się ono w ciągu pierwszego miliarda lat istnienia planety. Widać to w skałach odkrytych na Grenlandii, które zachowały zapis pola magnetycznego sprzed 3,7 miliarda lat. Odkrycie to może pomóc naukowcom zrozumieć wczesną historię Ziemi i czynniki, które przyczyniły się do powstania życia.
Za nowymi ustaleniami stoją naukowcy z Massachusetts Institute of Technology oraz z Uniwersytetu Oksfordzkiego. Znaleźli oni na Grenlandii pradawne skały, w których swój ślad odcisnęło pole magnetyczne. Uczeni wskazują, że miało ono kluczowe znaczenie dla ochrony życia poprzez osłonę przed promieniowaniem kosmicznym i słonecznym.
Wyniki i opis badań ukazał się na łamach pisma „Journal of Geophysical Research” (DOI: 10.1029/2023JB027706).
Pole magnetyczne Ziemi stanowi swoistą tarczę otaczającą planetę i chroniącą ją przed wiatrem słonecznymi i promieniowaniem kosmicznym. Obecnie najpopularniejsza i poparta najmocniejszymi dowodami teoria dynama (Teoria Dynama Magnetohydrodynamicznego) zakłada, że pole magnetyczne wytwarzane jest przez prądy i wirujące masy stopionego żelaza znajdującego się w jądrze naszej planety.
Uważa się, że pole magnetyczne jest niezbędne do powstania i przetrwania życia. Jednak jak dotąd nie udało się ustalić wiarygodnej daty powstania ziemskiego pola magnetycznego. Nie wiadomo też, jak pole magnetyczne ewoluowało w historii Ziemi.
W ramach nowych prac naukowcy zbadali zawierające żelazo skały z formacji Isua w południowo-zachodniej Grenlandii. Uważa się, że to jedne z najstarszych skał na Ziemi. Skały powstają przez wiele milionów lat, gdy osady i minerały gromadzą się i z biegiem czasu nawarstwiają się wywierając nacisk na warstwy znajdujące się poniżej. Wszelkie minerały magnetyczne, takie jak tlenki żelaza znajdujące się w osadach w miarę ich powstawania, działają jak maleńkie magnesy, które mogą rejestrować zarówno siłę, jak i kierunek pola magnetycznego.
Ale każde zdarzenie, które mocno podgrzeje skałę, może ją zmienić, usuwając czy nadpisując poprzednie informacje magnetyczne. Dlatego tak trudno jest znaleźć wiarygodne zapisy wczesnego pola magnetycznego, nawet jeśli potwierdzono, że sama skała jest bardzo stara. Wiek formacji skalnej Isua określono na podstawie datowania metodami izotopowymi na 3,7-3,8 miliarda lat. Badacze uważają, że skały z tej formacji nie uległy znacznym przeobrażeniom przez ten czas.
- Wydobywanie wiarygodnych zapisów z tak starych skał jest niezwykle trudne i naprawdę ekscytujące było obserwowanie, jak pierwotne sygnały magnetyczne zaczynają się pojawiać, gdy analizowaliśmy te próbki w laboratorium. To naprawdę ważny krok naprzód, gdy próbujemy określić rolę starożytnego pola magnetycznego, kiedy pojawiło się życie na Ziemi – powiedziała Claire Nichols z Uniwersytetu Oksfordzkiego, główna autorka publikacji.
Nowe odkrycia stanowią jedne z najwcześniejszych dowodów na istnienie pola magnetycznego otaczającego Ziemię. Wyniki badań wskazują, że ziemskie pole magnetyczne jest starsze o setki milionów lat i mogą rzucić światło na wczesne warunki na planecie, które pomogły w zaistnieniu życia. Poprzednie badania wykazały na istnienie pola magnetycznego Ziemi już 3,5 miliarda lat temu. Nowe badania dodają kolejne 200 milionów lat do tych wskazań.
Naukowcy podejrzewają, że na początku swojej ewolucji Ziemia była w stanie sprzyjać życiu, częściowo dzięki polu magnetycznemu, które było wystarczająco silne, aby utrzymać atmosferę i jednocześnie chronić planetę przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym.
Uczeni po analizie próbek ustalili, że te wychwyciły pole magnetyczne o natężeniu co najmniej 15 mikrotesli (µT). Dzisiejsze pole magnetyczne ma 30 µT. - To o połowę mniej, ale ten sam rząd wielkości. Fakt, że ma ono podobną siłę jak dzisiejsze pole, oznacza, że moc tego, co napędza ziemskie pole magnetyczne, nie zmieniła się znacząco w ciągu miliardów lat – wyjaśniła Nichols.
Choć wydaje się, że natężenie pola magnetycznego pozostaje podobne, to wiadomo, że wiatr słoneczny był w przeszłości znacznie silniejszy. Sugeruje to, że z czasem wzrosła ochrona powierzchni Ziemi przed wiatrem słonecznym, co mogło pozwolić życiu na przeniesienie się na kontynenty i opuszczenie oceanów.
Źródło: MIT, University of Oxford, fot. NASA Goddard Photo and Video/ Flickr/ CC BY-SA 2.0
