Магнитное поле Земли, возможно, было столь же сильным 3,7 миллиарда лет назад, как и сегодня, отодвигая самую раннюю дату возникновения этого планетарного защитного пузыря на 200 миллионов лет назад.
Судя по времени, магнитное поле вступило в игру примерно в то же время, когда на Земле впервые зародилась жизнь. Самые старые окаменелости на планете — бактериальные маты, называемые строматолитами, — датируются возрастом 3,5 миллиарда лет, при этом некоторые исследователи утверждают, что нашли строматолиты возрастом 3,7 миллиарда лет.
Новое исследование предполагает, что в то время вокруг планеты существовал защитный магнитный пузырь, который отражал космическое излучение и повреждающие заряженные частицы Солнца.
Однако поток солнечных заряженных частиц в то время был намного сильнее, рассказала Клэр Николс (Claire Nichols), специалистка в вопросах Земли из Оксфордского университета и ведущий автор исследования, которое было опубликовано 24 апреля в Journal of Geophysical Research. Этот мощный «солнечный ветер» мог стереть магнитосферу, защищающую планету, что означает, что Земля была намного менее защищена, чем сегодня. Это открытие имеет значение для поиска инопланетной жизни.
«Когда мы ищем жизнь на других планетах, наличие магнитного поля не обязательно является ключевым моментом, — сказала Николс Live Science. — Потому что на самом деле, несмотря на гораздо меньшую магнитосферу, жизнь всё ещё вполне может развиваться.»
Охота за внеземной жизнью — это только одна из причин задуматься о магнитном поле Земли. Не у каждой планеты есть магнитосфера, и исследователи не совсем уверены, что привело Землю в движение. Сегодня магнитное поле создаётся за счёт взбалтывания жидкой части ядра и передачи тепла от твёрдой внутренней части ядра к конвективной внешней части ядра по мере его охлаждения. Но исследователи полагают, что ядро затвердело только около миллиарда лет назад.
Николс и её команда отправились достаточно далеко в своих поисках признаков древнего магнитного поля — на 93 мили (150 километров) вглубь острова Нуук, Гренландия, к месту на краю ледяного покрова, доступному только на вертолёте.
Породы из этого региона, называемого Супракрустальным поясом Исуа, являются одними из старейших сохранившихся участков земной коры на планете. Они содержат богатые железом образования, которые сохраняют информацию о направлении и силе магнитного поля во время формирования горных пород.
Исследователи также могут посмотреть на складки в породе, образовавшиеся в результате более поздних геологических потрясений, чтобы увидеть, соответствует ли направление магнитного поля ориентации породы. Если это не так, магнитное поле появилось раньше тех геологических событий, возраст которых исследователям часто известен.
Используя эти методы, исследователи обнаружили, что 3,7 миллиарда лет назад магнитное поле имело силу не менее 15 микротесл. Это половина средней напряжённости магнитного поля сегодня. Но это заниженная оценка, сказала Николс, так что вполне возможно, что поле тогда было примерно таким же сильным, как и сейчас.
«Что бы ни приводило в движение магнитное поле в ядре, оно было таким же мощным до того, как ядро затвердело», — отметила Николс.
Теперь исследователи заинтересованы в более глубоком изучении связей между древним магнитным полем и атмосферой Земли. Около 2,5 миллиардов лет назад атмосфера внезапно наполнилась кислородом. По словам Николс, частично это произошло из-за развития фотосинтеза, но сила магнитного поля может влиять на то, какие газы остаются в атмосфере, а какие улетучиваются в космос.
«Мне действительно интересно узнать, играло ли магнитное поле какую-то роль в эволюции атмосферы Земли с течением времени», — сказала Николс.
