Надежное магнитное поле защищает нашу планету на протяжении как минимум 3,7 миллиарда лет. Существуют предположения, что оно могло сформироваться еще раньше, однако эти данные менее надежны и пока не получили широкого признания в научном сообществе.
Доказательство существования магнитного поля Земли как минимум 3,7 миллиарда лет назад было получено благодаря железосодержащим породам из Исуанского зеленокаменного пояса в юго-западной Гренландии. Частицы железа, содержащиеся в этих древних породах, действуют как крошечные магниты, способные фиксировать как напряженность, так и направление магнитного поля в момент кристаллизации породы.
В новом исследовании ученые из Оксфордского университета проанализировали эти породы и установили, что 3,7 миллиарда лет назад напряженность магнитного поля Земли составляла не менее 15 микротесла. Это значение сопоставимо с современной величиной в 30 микротесла, что подчеркивает удивительную стабильность геомагнитного щита нашей планеты.
Как формируется магнитное поле Земли?
Магнитные полюса Земли формируются за счет движения расплавленного железа и никеля во внешнем ядре планеты. Эти проводящие электричество металлы находятся в постоянном движении, вызванном вращением Земли и конвекцией, обусловленной тепловыми процессами. Согласно принципам электромагнетизма, такое движение генерирует электрические токи, которые, в свою очередь, создают магнитное поле. Этот механизм известен как геодинамо.
Однако в ранние эпохи существования планеты, до затвердевания внутреннего ядра около одного миллиарда лет назад, механизм работы геомагнитного щита оставался неясным. Недавние же открытия помогли установить, что даже в столь древние времена геодинамо демонстрировало удивительную эффективность, создавая магнитное поле, сопоставимое по мощности с современным. Это означает, что наша планета обладала надежной защитой задолго до формирования нынешнего механизма, основанного на затвердевании внутреннего ядра.
Может ли магнитное поле Земли быть еще старше?
Некоторые ученые выдвигают гипотезу о более раннем появлении магнитного поля. Исследование 2015 года, в рамках которого изучался магнетит в цирконах из местности Джек-Хиллс в Западной Австралии, предполагает, что магнитное поле могло существовать уже 4,2 миллиарда лет назад.
Однако эти выводы вызвали споры. Последующие анализы показали, что около 2,6 миллиарда лет назад эти цирконы подвергались повторному нагреву, что исказило их магнитные свойства. Авторы исследования 2020 года пришли к выводу, что цирконы из Джек-Хиллс «имеют плохие магнитные записывающие свойства» и требуют осторожного подхода при интерпретации данных.
При этом отметка в 3,7 миллиарда лет идеально согласуется с современной хронологией эволюции планеты. Земля сформировалась около 4,5 миллиарда лет назад, а возраст древнейших биологических следов на планете составляет около 3,7 миллиарда лет. Это совпадение позволяет предположить причинно-следственную связь: магнитный щит, вероятно, стал ключевым фактором зарождения жизни, защищая поверхность планеты от губительного космического излучения и заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Вероятно, без этого барьера формирование сложных органических соединений было бы невозможно, что подчеркивает роль магнитного поля Земли как фундаментального условия для возникновения и эволюции жизни.
Геомагнитные полюса Земли могут менять полярность
Вопрос, могла ли жизнь зародиться без этого невидимого щита, остается открытым, но очевидно, что магнитное поле стало фундаментальной силой, создавшей благоприятные условия для поддержания жизни и защиты планеты на протяжении миллиардов лет.
Впрочем, даже столь фундаментальное явление подвержено ритмам перемен. В среднем каждые 200–300 тысяч лет происходит смена его полярности: магнитный Север становится Югом, а Юг — Севером. Удивительно, но последняя геомагнитная инверсия произошла 780 000 лет назад, что значительно превышает средний интервал. Таким образом, можно сказать, что очередная смена полюсов давно назрела.
Читайте также: Как наука раскрыла тайны внутреннего устройства Земли.
