科研人员发现地球磁场最古老的无可争议证据

研究人员发现了地球磁场的最古老且无可争议的证据

牛津大学和麻省理工学院领导的一项新研究恢复了37亿年前地球磁场的记录，并发现其与今天地球周围的磁场非常相似。这一发现已经发表在《地球物理研究期刊》上。

研究人员在格陵兰伊苏阿古代铁矿岩系列中进行了检验。铁粒子实际上是可以记录磁场强度和方向的微小磁铁，当结晶过程将它们锁定在原位时。研究人员发现，距今37亿年的岩石捕获了至少15微特斯拉的磁场强度，这与现代磁场（30微特斯拉）相当。

这些结果提供了从整体岩石样本中得出的地球磁场强度的最古老估计，这比之前使用个别晶体的研究提供了更准确可靠的评估。

主要研究者、牛津大学地球科学系的克莱尔·尼科尔斯教授表示：“从这么古老的岩石中提取可靠的记录是极具挑战性的，当我们在实验室分析这些样本时，看到原始的磁信号开始显现真的很激动。随着我们努力确定地球上生命初次出现时古老磁场的作用，这是一个非常重要的进步。”

研究还发现，尽管磁场强度似乎保持相对稳定，但太阳风过去已知明显更强。这表明地球表面免受太阳风的保护已经随时间增加，这可能使生命得以移居到大陆并脱离海洋的保护。

地球磁场是由地球流体外核中熔化的铁的混合产生的，这是内部核凝固所驱动的浮力力量形成的发电机。在地球早期形成阶段，实心内核尚未形成，留下了关于早期磁场如何被维持的问题。

这些新结果表明，驱动地球早期发电机的机制与生成今天地球磁场的凝固过程类似高效。

了解地球磁场强度如何随时间变化也是确定地球内部实心核何时开始形成的关键。这将有助于我们了解热量从地球深处内部的快速散失，这对理解板块构造等过程至关重要。

迄今为止，在时间上重建地球磁场的一个重要挑战是，任何加热岩石的事件都会改变保存下来的信号。地壳中的岩石通常具有漫长而复杂的地质历史，这消除了先前的磁场信息。

然而，伊苏阿超地壳带具有独特的地质特征，位于厚厚的大陆地壳之上，这样就能保护它免受广泛的构造活动和变形。这使得研究人员能够建立支持370亿年前存在磁场的一系列清晰证据。

这些结果还可能为我们磁场在塑造地球大气发展中的作用提供新的见解，特别是关于气体大气逸出的情况。

目前尚未解释的一个现象是25亿年前我国大气中无反应的氙气的丢失。氙气相对较重，因此不太可能仅仅从大气中漂走。最近，科学家们开始调查通过磁场去除带电氙粒子的可能性。

未来，研究人员希望通过检验加拿大、澳大利亚和南非等其他古老的岩石序列来扩展我们对25亿年前之前地球磁场的了解，以便更好地理解地球磁场古老的强度和变化。

更好地了解地球磁场的古老强度和变化将有助于我们确定行星表面上是否承载生命和它们在大气演化中的作用是否关键。