Породы в Гренландии сохранили следы магнитного поля Земли, которое действовало 3,7 млрд лет назад — и пока это древнейшие данные. Новое исследование позволило сравнить показатели ранней магнитосферы с современными и получить неожиданные данные, касающиеся появления жизни на планете, сообщает Массачусетский технологический институт (США).
Данные особенно важны, если учесть, что первая жизнь на Земле возникла порядка 3,9 млрд лет назад — то есть примерно в то же время, которым датируют образцы. И это укладывается в рамки теории о том, что магнитное поле сыграло решающую роль (или стало одним из решающих факторов) для зарождения жизни.
«Считается, что наше магнитное поле защищает нас от вредного излучения из космоса, а также сохраняет для нас океаны и атмосферу стабильными в течение длительных периодов времени», — поясняет Клэр Николс, доцент кафедры геологии планетарных процессов в Оксфордском университете (Великобритания), участвовавшая в исследовании.
Необходимые геологические образцы были найдены в так называемом поясе Исуа. Это супракрустальные, то есть сложенные древнейшими породами, скальные образования на юго-западе Гренландии. Они растянулись на более чем 30 км и находятся в окружении ледяного щита, который на острове в последние десятилетия стремительно тает.
«Породы формируются в течение многих миллионов лет по мере накопления частиц отложений и минералов, которые постепенно оказываются сжаты под более поздними слоями отложений. Любые магнитные минералы, такие как оксиды железа, находящиеся в месторождениях, при формировании следуют за притяжением магнитного поля Земли. Эта коллективная ориентация и отпечаток магнитного поля сохраняются в горных породах», — объяснили в институте.
В некоторых случаях следы магнитного поля искажаются или полностью стираются. Например, если породы подвергаются экстремальным термическим или водным воздействиям, или, например, если разрушаются при движении тектонических плит. Для гренландских пород установлены как минимум два опасных нагревания: 2,8 миллиарда и 1,5 миллиарда лет назад. Но судя по всему, они изначально были сформированы при еще более высоких температурах, поэтому последующие воздействия не повлияли на них.
Образцы из пояса Исуа имеют структуру, которая указывает на их исключительную древность — они сформировались в первичных океанах Земли. Уран-свинцовое датирование показало, что возраст оксидов железа в этих образцах горных пород около 3,7 млрд лет, что на 200 млн лет древнее, чем у предыдущих образцов-«рекордсменов». Этот же анализ, судя по последним исследованиям, датирует и возраст «магнитной записи» в образцах.
«Образцы, которые мы считаем наиболее подходящими и которые сохраняют древнейшую "магнитную запись", мы поэтапно размагничиваем в лаборатории. Это позволяет сравнить градиент размагничивания с градиентом лабораторной намагниченности, показатели которой нам известны. И в результате мы можем рассчитать, насколько сильным было древнее поле», — объясняет Николс.
Судя по текущим расчетам, образцы имеют уникальную сохранность, и несут следы магнитного поля силой не менее 15 микротесла. Сегодня магнитное поле Земли составляет около 30 микротесла.
«Это вдвое меньший показатель, но того же порядка. Тот факт, что сила [древнего магнитного поля] аналогична сегодняшней, означает, что то, что движет магнитным полем Земли, не сильно изменилось по мощности за миллиарды лет», — предполагают ученые.
Однако, если это предположение верно, возникает новые вопрос: как древняя Земля могла питать такое сильное магнитное поле? Сегодня оно поддерживается за счет кристаллизации твердого железного внутреннего ядра планеты. Но, как считается, 3,7 млрд лет назад оно еще не было сформировано.
«Похоже, это указывает на то, что поле генерировал какой-то иной источник энергии. Да, Земля интересна нам потому, что здесь уже есть жизнь. Но также она является образцом для понимания других планет. И эта новая информация говорит нам, что планеты по всей галактике, может быть, имеют множество способов, чтобы создавать магнитное поле, которое важно для обитаемости», — профессор планетарных наук из Массачусетского технологического института Бенджамин Вайс.