Vědci nalezli nejstarší nesporný důkaz magnetického pole Země

Nová studie vedená Oxfordskou univerzitou a MIT získala 3,7 miliardy let starý záznam zemského magnetického pole a zjistila, že se nápadně podobá dnešnímu poli obklopujícímu Zemi. Výsledky byly dnes zveřejněny v časopise Journal of Geophysical Research.

Magnetické pole Země vzniká mícháním roztaveného železa v tekutém vnějším jádře, které je poháněno vztlakovými silami při tuhnutí vnitřního jádra, jež vytvářejí dynamo. V době raného vzniku Země se pevné vnitřní jádro ještě nevytvořilo, takže zůstávají otevřené otázky, jak se rané magnetické pole udržovalo. Tyto nové výsledky naznačují, že mechanismus pohánějící rané zemské dynamo byl podobně účinný jako proces tuhnutí, který vytváří dnešní magnetické pole Země.

V nové studii vědci zkoumali starobylou sekvenci hornin obsahujících železo v Isua v Grónsku. Částice železa účinně fungují jako malé magnety, které mohou zaznamenávat sílu i směr magnetického pole, když je proces krystalizace uzamkne na místě. Vědci zjistili, že horniny pocházející z doby před 3,7 miliardami let zachytily intenzitu magnetického pole nejméně 15 mikrotesla srovnatelnou s moderním magnetickým polem (30 mikrotesla).

Tyto výsledky poskytují nejstarší odhad síly magnetického pole Země odvozený z celých vzorků hornin, které poskytují přesnější a spolehlivější hodnocení než předchozí studie, které využívaly jednotlivé krystaly.

Vedoucí výzkumná pracovnice profesorka Claire Nicholová (Katedra věd o Zemi, Oxfordská univerzita) uvedla: "Získání spolehlivých znamů z takto starých hornin je nesmírně náročné a bylo opravdu vzrušující vidět, jak se při analýze těchto vzorků v laboratoři začaly objevovat primární magnetické signály. Je to opravdu důležitý krok vpřed, protože se snažíme určit roli dávného magnetického pole v době, kdy se na Zemi začal objevovat život.

Zatímco intenzita magnetického pole zůstává zřejmě relativně konstantní, sluneční vítr byl v minulosti výrazně silnější. To naznačuje, že ochrana zemského povrchu před slunečním větrem se v průběhu času zvýšila, což mohlo umožnit přesun života na kontinenty a opuštění ochrany oceánů.

Pochopení toho, jak se síla magnetického pole Země měnila v čase, je také klíčové pro určení, kdy se začalo formovat vnitřní pevné jádro Země. To nám pomůže pochopit, jak rychle uniká teplo z hlubokého nitra Země, což je klíčové pro pochopení procesů, jako je desková tektonika.

Významným problémem při rekonstrukci magnetického pole Země tak daleko do minulosti je skutečnost, že jakákoli událost, která zahřeje horninu, může změnit zachované signály. Horniny v zemské kůře mají často dlouhou a složitou geologickou historii, která vymazává předchozí informace o magnetickém poli.

Suprakrustový pás Isua má však jedinečnou geologii, neboť leží na silné kontinentální kůře, která jej chrání před rozsáhlou tektonickou činností a deformací. To umožnilo vědcům vytvořit jasný soubor důkazů podporujících existenci magnetického pole před 3,7 miliardami let.

Výsledky mohou také poskytnout nové poznatky o úloze magnetického pole při utváření vývoje zemské atmosféry, jak ji známe, zejména pokud jde o únik plynů z atmosféry. V současnosti nevysvětleným jevem je únik nereaktivního plynu xenonu z naší atmosféry před více než 2,5 miliardami let. Xenon je poměrně těžký, a proto je nepravděpodobné, že by z naší atmosféry jednoduše unikl. Nedávno začali vědci zkoumat možnost, že nabité částice xenonu byly z atmosféry odstraněny magnetickým polem.

V budoucnu vědci doufají, že se jim podaří rozšířit naše znalosti o magnetickém poli Země před vznikem kyslíku v zemské atmosféře před přibližně 2,5 miliardami let zkoumáním dalších starobylých horninových sekvencí v Kanadě, Austrálii a Jižní Africe. Lepší pochopení dávné síly a proměnlivosti magnetického pole Země nám pomůže zjistit, jaká byla jeho síla a proměnlivost.

-lkr-

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v  časopise Journal of Geophysical Research s otevřeným přístupem.