Noin neljä miljardia vuotta sitten, nuori maa oli melkein valmis, siirtyen helvettiisestä sulasta massasta kiinni palloon, jolla on kiinteä pinta. Nyt siitä ajankohdasta säilötyt zirkonin jyvät osoittavat, että nuori planeettamme oli jo suojattu magneettisella suojauksella. Löytö osoittaa, että Maan magneettikenttä on melkein miljardia vuotta vanhempi kuin aikaisemmin epäiltiin, mikä ei ainoastaan anna tietoa planeetan menneestä kehityksestä, vaan voi myös auttaa valaisemaan sen tulevaisuutta.
Asiaan liittyvä sisältö
- Nöyrä magnesium voi voimistaa maan magneettikenttää
- Maapallosta saattaa olla tullut magneettinen elohopeamaisen esineen syömisen jälkeen
- Marsin erittäin ohut ilmapiiri saattaa tarkoittaa, että virtaava vesi oli poikkeus, ei sääntö
Vallitseva teoria on, että Maan magneettikenttä syntyy planeetan ulkoytimessä kiertävällä sulalla raudalla. Kenttä muuttuu ajan myötä; pohjoinen ja etelä navat vaeltavat, ja koko kenttä voi joskus kääntyä, pohjoisesta muuttuessa etelään ja päinvastoin. Maan magneettikenttä heikkenee tällä hetkellä, mikä tutkijoiden mielestä voi olla merkki siitä, että läppä voi tapahtua joskus seuraavan parin tuhannen vuoden aikana. Viimeksi tällainen tapahtuma tapahtui 800 000 vuotta sitten, ja tutkijat pyrkivät edelleen ymmärtämään prosessia, joka voi viedä jopa 15 000 vuotta. Viimeisimmät todisteet, jotka on julkaistu aiemmin tällä viikolla Nature Communicationsissa, osoittavat, että läppä voi alkaa Etelä-Afrikan alla, mutta paljon salaisuuksia on jäljellä.
Olipa napojen sijainti riippumatta, magneettikenttä on ratkaisevan tärkeä, koska se suojaa planeettaa aurinkotuulta - jatkuvaa latautuneiden hiukkasten virtaa, joka tulee aurinkoa. Ilman tuota planeettasuojausta aurinkotuuli tuhoaisi ilmakehän ja elämä maapallolla näyttäisi hyvin erilaiselta, jos sitä jopa olisi olemassa. Siksi magneettikentän historian ja toiminnan ymmärtäminen voi antaa johtolankoja elämänmahdollisuuksille muissa maailmoissa.
Etelä-Afrikasta tulevat kivet olivat aiemmin ilmoittaneet, että magneettikenttämme on vähintään 3, 2 miljardia vuotta vanha, mutta kentän todellinen ikä ei ole vielä tiedossa. Kentän päällekytkennän määrittäminen on vaikea tehtävä - vain kivillä, jotka ovat pysyneet koskemattomina niiden muodostumisen jälkeen, on ennätys muinaisesta magneettikentästä, ja se on vaikea löytö planeetalla, joka kierrättää itseään jatkuvasti levytektonian avulla.
Onneksi John Tarduno Rochesterin yliopistosta ja hänen kollegansa löysivät tällaisia kiviä Länsi-Australian Jack Hillsista. Pienet zirkoninäytteet sisälsivät magnetiittia - magneettista rautaoksidia -, joka tallensi magneettikentän, joka oli olemassa kivien muodostuessa. Jyvien ikä on 3, 3 - 4, 2 miljardia vuotta vanha, jolloin planeetan magneettikenttä oli jossain välillä 1, 0 - 0, 12-kertainen vahvuuteen, joka se on nykyään, joukkue raportoi tällä viikolla Science-lehdessä .
Näyte magnetiittikiteistä, paljon suurempia, mutta kemiallisesti samanlaisia kuin muinaisessa zirkonissa. (Walter Geiersperger / Corbis) Tiimin mukaan kentän voimakkuus tukee ydindynon olemassaoloa myös planeetan historian tässä syntymässä vaiheessa. Tämä puolestaan tukee aiempia vihjeitä siitä, että levytektoniikka oli liikkeessä jo tuolloin, koska jotain piti liikkua, jotta lämpö päästäisi kerääntymään planeetan sisustukseen.
"Tutkijoiden keskuudessa ei ole päästy yksimielisyyteen siitä, milloin levytektoniikka alkoi", Tarduno toteaa lausunnossaan. "Mittauksemme tukevat kuitenkin joitain aiempia geokemiallisia mittauksia muinaisilla zirkonilla, joiden ikä viittaa 4, 4 miljardiin vuoteen."
Maa ei ole aurinkojärjestelmän ainoa kivinen planeetta, jolla on magneettikenttä. MESSENGER-avaruusalus löysi äskettäin todisteita siitä, että Mercuryn heikko magneettikenttä juontaa juurensa vähintään 3, 9 miljardia vuotta. Se, että sekä maapallolla että elohopealla on niin vanhoja kenttiä, merkitsee sitä, että planeetoilla olisi pitänyt olla lämpimämpi alku kuin aikaisemmin ajateltiin, sanoo Pariisin Physique du Globe de Pariisin instituutin julien Aubert nykypäivän tulosta seuraavassa kommentissa, myös Science .
"Alku ei kuitenkaan voi olla mahdottoman kuuma, koska kuoren olisi pitänyt olla riittävän kiinteä ja kylmä siihen mennessä, kun jäännösmagnetoinnit olivat saapuneet", hän kirjoitti viittaamalla sekä äskettäiseen Australian löytöön että MESSENGER-löytöyn. Marsilla ja kuulla on myös samanlaisten ikäisten jäännösmagnetoitumisia, mutta nuo ruumiit ovat kauan sitten menettäneet globaalit magneettikentänsä. Marsille on todennäköistä, että sen magneettikentän menetys antoi auringontuulelle nauhan ilmakehään, ohentaen sitä ja muuttaen sen kemiallista meikkiä. Tällä hetkellä punaisella planeetalla kiertävät avaruusalukset selvittävät, onko tämä muutos sidoksissa lämmin, märkä jakso Marsiin, joka joidenkin tutkijoiden mielestä olisi voinut tukea alkeellista elämää miljoonia vuosia sitten.
Samaan aikaan täällä maapallolla tehdyt uudet havainnot voisivat auttaa kehittämään yhtenäistä planeettamagneettisten kenttien teoriaa, joka selittäisi niiden syntymän ja kuoleman ja ehkä osoittaisi magneettisen suojauksen tulevaisuutta - ja ehkä elämää - kotimaaillamme.
