Горные породы в Гренландии сохранили следы магнитного поля Земли, существовавшего 3,7 миллиарда лет назад — и это наиболее старые данные. Новые исследования позволили сопоставить параметры ранней магнитосферы с современными результатами и получить неожиданные выводы относительно возникновения жизни на планете, сообщает Массачусетский технологический институт (США).
Эти данные особенно важны, учитывая, что первые формы жизни на Земле появились около 3,9 миллиарда лет назад — то есть, примерно в то же время, когда образцы были образованы. Это соответствует теории о том, что магнитное поле имело ключевое значение (или было одним из ключевых факторов) для возникновения жизни.
«Принято считать, что наше магнитное поле защищает нас от вредного излучения из космоса и поддерживает стабильность океанов и атмосферы в течение долгих периодов времени», — поясняет Клэр Николс, преподаватель геологии планетарных процессов в Оксфордском университете (Великобритания), участвовавший в исследовании.
Необходимые геологические образцы были обнаружены в так называемом поясе Исуа. Это супракристаллические, т.е. состоящие из самых древних пород, скальные формации на юго-западе Гренландии. Они простираются на более чем 30 километров и окружены ледяным щитом, который за последние десятилетия быстро тает.
«Породы формировались в течение многих миллионов лет путем накопления отложений и минералов, которые затем сжимались под более поздними отложениями. Любые магнитные минералы, такие как железные оксиды, присутствующие в этих месторождениях, в процессе формирования подчинялись воздействию магнитного поля Земли. Эта коллективная ориентация и след магнитного поля запечатаны в горных породах», — объяснено в институте.
В некоторых случаях следы магнитного поля могут быть искажены или полностью стерты. Например, при экстремальных термических или водных воздействиях на породы, или если они разрушаются при движении тектонических плит. Для гренландских пород известны как минимум два эпизода нагревания: 2,8 миллиарда и 1,5 миллиарда лет назад. Однако, по всей видимости, они были образованы при еще более высоких температурах, поэтому последующие воздействия на них не повлияли.
Образцы из пояса Исуа имеют структуру, свидетельствующую о своей древности — они образовались в первобытных океанах Земли. Уран-свинцовое датирование показало, что возраст железных оксидов в этих горных породах составляет около 3,7 миллиарда лет, на 200 миллионов лет позже, чем у предыдущих «рекордсменов». По последним исследованиям, этот возраст совпадает с возрастом «магнитной записи» в образцах.
«Мы последовательно размагничиваем образцы, считающиеся наиболее подходящими и сохраняющих самую древнюю «магнитную запись», в лаборатории. Это позволяет сопоставить градиент размагничивания с лабораторным градиентом намагниченности, параметры которых нам известны. И таким образом можно определить, насколько сильным было древнее поле», — поясняет Николс.
Согласно текущим расчетам, образцы демонстрируют уникальную сохранность и несут следы магнитного поля с интенсивностью не менее 15 микротесла. В настоящее время магнитное поле Земли составляет около 30 микротесла.
«Это значительно меньшая величина, но в подобном диапазоне. Факт, что интенсивность [древнего магнитного поля] аналогична современной, указывает на то, что механизм, создающий магнитное поле Земли, в течение миллиардов лет примерно не менялся по мощности», полагают ученые.
Однако, если это предположение верно, то возникает вопрос: как древняя Земля могла поддерживать такое сильное магнитное поле? Сегодня оно поддерживается благодаря кристаллизации твердого железного ядра планеты. Однако оно, вероятно, еще не сформировалось 3,7 миллиарда лет назад.
«Предположительно, это указывает на то, что поле генерировалось другим источником энергии. У нас интересует Земля, потому что здесь есть жизнь. Но также это образец для понимания других планет. И эта новая информация свидетельствует о том, что планеты в галактике, возможно, имеют множество способов создания магнитного поля, что важно для жизненности», — заявляет профессор планетарных наук из Массачусетского технологического института Бенджамин Вайс.
Другие новости по теме...
