Ученые рассказали о раннем появлении магнитного поля Земли

Глубоко внутри Земли жидкое железо генерирует защитное магнитное поле. Оно невидимо, но жизненно необходимо для населения планеты: поле защищает планету от вредного солнечного ветра и лучей солнца. Учитывая важность магнитного поля, ученые попытались выяснить, как оно менялось на протяжении всей истории Земли. Это знание может предсказать будущую эволюции Земли, а также эволюцию других планет Солнечной системы.

Сегодня магнитный щит генерируется во внешнем ядре Земли. Интенсивное тепло в плотном внутреннем ядре заставляет внешнее ядро, состоящее из жидкого железа, вращаться. Оно создает электрические токи и приводит в действие явление, называемое геодинамо, которое активирует магнитное поле Земли. На токи жидкого внешнего ядра сильно влияет тепло, исходящее из твердого внутреннего ядра.

Из-за расположения и экстремальных температур материалов в ядре, ученые не могут непосредственно измерить магнитное поле. К счастью, минералы, поднимающиеся к поверхности Земли, содержат крошечные магнитные частицы, которые фиксируют направление и интенсивность магнитного поля в то время, когда минералы охлаждаются.

Используя новые палеомагнитные, электронные микроскопические и геохимические данные, исследователи датировали и анализировали кристаллы циркона — старейшего из известных земных материалов, собранного в Австралии. Циркон, составляющий около двух десятых миллиметра, содержит еще более мелкие магнитные частицы, которые фиксируют намагниченность Земли при формировании цирконов.

Предыдущие исследования обнаружили, что магнитному полю Земли по меньшей мере 4,2 миллиарда лет. Внутреннее ядро Земли, с другой стороны, является относительно недавним дополнением: оно сформировалось всего около 565 миллионов лет назад. В то время как ученые первоначально полагали, что раннее магнитное поле Земли имело слабую интенсивность, новые данные говорят об обратном. Но, поскольку внутреннее ядро тогда еще не сформировалось, магнитное поле должно было питаться другим механизмом. Исследователи предполагают, что этот механизм заключается в химическом осаждении оксида магния внутри Земли.

Оксид магния, вероятно, был растворен экстремальными температурами, связанными с гигантским ударом, образовавшим Луну Земли. По мере того как внутренность Земли охлаждалась, окись магния исчезала. Исследователи считают, что Земля в конечном итоге исчерпала источник оксида магния до такой степени, что магнитное поле почти полностью разрушилось 565 миллионов лет назад. Но образование внутреннего ядра обеспечило новый источник энергии, который Земля имеет сегодня.