Вчені зв'язали появу потужного магнітного поля Землі з її охолодженням

Магнітосфера Землі була досить сильною ще до того, як у планети з'явилося внутрішнє ядро і запрацював механізм «геомагнітного динамо»: схоже, на перших етапах її підживлював зовсім інший механізм, інформує Ukr.Media.

Рух розплавленого, багатого залізом ядра Землі створює глобальне магнітне поле, що захищає життя на планеті від безперервного бомбардування зарядженими важкими частинками з космосу. Поле дозволило зберегти досить щільну атмосферу, воду і масу інших легких з'єднань від повного випаровування в космос. Проте воно не завжди існувало і не завжди було таким сильним, як сьогодні, і перші епохи еволюції земної магнітосфери живо цікавлять вчених.

Деякі нові деталі її розвитку розкриває робота, проведена командою професора Рочестерського університету Джона Тардуно. Вчені вважають, що глобальне магнітне поле Землі з'явилося виключно рано в історії планети.

Для досліджень минулої магнітосфери палеогеологи вивчали кристали циркону — найдавніших зі збережених в земній корі мінералів. Як правило, вони мають у розмірах не більше десятих часток міліметра, однак за час утворення встигли включити й більш крихітні магнітні частинки. Ці частинки фіксують напрямок силових ліній магнітного поля, немов стрілки скам'янілих компасів.

Кілька років тому така робота Джона Тардуно і його колег продемонструвала, що магнітне поле Землі з'явилося не пізніше 4,2 мільярда років тому і всього лише на кілька сотень мільйонів років молодше планети. З іншого боку, варто згадати про механізм виникнення цього поля.

За сучасними уявленнями, воно створюється струмами зовнішнього розплавленого ядра, які, у свою чергу, викликаються потоками енергії, що піднімаються від більш щільного і гарячого внутрішнього ядра. А поділ внутрішнього і зовнішнього ядер — порівняно недавнє явище. За даними Тардуно йому трохи більше 500 мільйонів років.

Тому передбачається, що глобальне магнітне поле молодої Землі було не надто потужне і набрало повну силу лише в останні пів мільярда років. Однак нові дані спростовують це: кристали циркону показують, що магнітосфера була сформована вже понад чотирьох мільярдів років тому. Вчені припускають, що на перших етапах її міг підтримувати інший внутрішній механізм, що не вимагає участі внутрішнього ядра.

Таким механізмом могла виступати преципітація оксиду магнію в надрах планети. У той період Земля тільки почала «приходити в себе» після катастрофічного удару, який призвів до появи Місяця. Зіткнення викликало розплавлення всієї поверхні, і оксид магнію розчинився в рідкій породі. Однак по мірі охолодження він випадав в осад, викликаючи перемішування магми, конвекційні течії в залізному ядрі — і, як наслідок, виникнення глобального магнітного поля.

За оцінками авторів роботи, такий процес міг продовжуватися мільярди років, поки повільне осідання оксиду не закінчилося, поставивши магнітосферу Землі на грань повного колапсу. На щастя, в цей час — починаючи з 565 мільйонів років тому — стало оформлятися внутрішнє ядро. Воно перехопило «естафетну паличку» джерела магнітного поля і залишається ним до цього часу.

Такий механізм виникнення магнітного поля міг діяти й на інших планетах. Так, Марс, який колись був вологою і теплою планетою, теоретично міг втратити магнітосферу саме після того, як вичерпав первісний ресурс механізму преципітації, але з-за малих розмірів так і не дочекався утворення внутрішнього твердого ядра. Можливо, він не пережив «магнітного колапсу», через який Земля пройшла близько 565 мільйонів років тому.