Магнитное поле Земли намного старше чем считалось ранее

0
27

Начиная с 2010 года, приблизительный возраст магнитного поля Земли составлял 3.45 млрд. лет. Но теперь исследователи приводят новые данные, позволяющие утверждать, что магнитное поле гораздо старше. Американские геофизики из университета Рочестера, эксперты по данному вопросу, говорят, что возраст магнитного поля Земли составляет не менее четырех миллиардов лет.

Зачем Земле магнитное поле?

Оно обеспечивает защиту атмосферы. Это важно для сохранения пригодных для жизни условий на Земле. Магнитное поле защищает атмосферу от солнечного ветра – потоков заряженных частиц, постоянно исходящих от Солнца. Оно препятствует солнечному ветру «выбивать» из атмосферы молекулы воды, которая делает жизнь на планете возможной.

Магнитное поле имело решающее значение на тогдашней Земле, потому что солнечные ветры были примерно в 100 раз сильнее, чем сегодня. При его отсутствии, протоны, из которых состоит солнечный ветер, легко бы «выбили» легкие элементы из атмосферы, что привело бы к потере воды.

Откуда исходит магнитное поле и зачем нужна тектоника плит?

Оно генерируется в расплавленном железном ядре, и это «геодинамо» также является источником тепла, необходимого для жизнедеятельности планеты. В настоящее время высвобождению тепла способствует тектоника плит, которая эффективно высвобождает энергию из глубоких недр планеты на поверхность. Но, по словам ученых, время начала тектоники плит является предметом жарких споров, и некоторые утверждают, что на Земле не было магнитного поля во времена ее молодости. Не существует консенсуса среди ученых и относительно того, когда началась тектоника плит. Нынешнее исследование ученых говорит о возрасте 4,4 млрд лет.

Учитывая важность магнитного поля, ученые пытаются все время определить, когда оно впервые возникло, что может, в свою очередь, дать представление относительно того, когда началась тектоника плит и как планета смогла стать обитаемой.

К счастью ученых, существуют минералы, такие как магнетит, являющимся ключом в понимании возраста магнитного поля. Более старые образцы магнетита могут сказать ученым направление и напряженность поля в самые ранние периоды истории Земли.

Для того, чтобы получить достоверные измерения, очень важно, чтобы исследуемые минералы являлись девственными и никогда не находились в температурах, позволяющих стирать магнитную информацию в них.

Информация о напряженности хранится в микроскопических частицах внутри магнетита. В мельчайших зернах магнетита есть области, которые имеют собственные индивидуальные намагниченностями.

Новые результаты относительно возраста магнитного поля основаны на изучении его напряженности в этих частицах магнетита, которые в свою очередь найдены внутри цирконовых кристаллов. Цирконы сформировались более миллиарда лет назад и находятся в древних осадочных породах. Путем отбора проб цирконов разного возраста, история магнитного поля может быть определена достаточно точно.

Древние цирконы очень крошечные (около двух десятых миллиметра) и измерение намагниченности мельчайших частиц магнетита внутри их – это технологическая проблема. Более того, чтобы напряженность магнитного поля соответствовала показаниям той эпохи, исследователи должны убедиться, что магнетит в цирконе не подвергался каким-либо воздействиям с момента формирования.

Особое беспокойство ученых вызывал период около 2,6 млрд лет назад, когда температура пород достигала 475 по Цельсию. В этих условиях магнитная информация в цирконах могла быть уничтожена и заменена новой, с более молодыми показателями магнитного поля Земли. Но этого, судя по всему, не произошло, так как, если магнитная информация в цирконах была стерта и повторно записана, магнитные направления в них стали бы одинаковыми.

Вместо этого, ученые обнаружили, что минералы имеют различные магнитные направления. Это дало основание утверждать, что образцы не изменили своего состояния и сохранились такими же, как и 4 млрд лет назад.

Проведенные исследования так же рассказывают многое о формировании «геодинамо» в ядре Земли. Ученые объясняют, что солнечный ветер может взаимодействовать с атмосферой, чтобы создать небольшое магнитное поле, даже в отсутствие основного «геодинамо». При таких обстоятельствах максимальная сила магнитного поля будет 0.6 (микро Тесла). Но у ученых, измеряемые значения были намного больше, что указывает на присутствие «геодинамо» в ядре планеты уже в то время, наличие которого предполагает существования тектоники плит для высвобождения на поверхность образованного тепла.

Ученые считают, что Марс имел когда-то активное «геодинамо» так же как и Земля и, что планеты имели сходные условия жизни, но она «умерла», где-то 4 млрд лет назад. В результате, Красная Планета лишилась магнитного поля для защиты атмосферы. Это является одной из основных