Dzięki pracy geochemika Claira Camerona Pattersona, od połowy poprzedniego wieku wiemy, że nasza planeta powstała niecałe 4,6 miliarda lat temu. Wciąż nie mamy natomiast pewności, kiedy wykształciła ona własne pole magnetyczne. Najnowsze odkrycie badaczy z MIT i Uniwersytetu Oksfordzkiego wskazują, że magnetosfera Ziemi nie powinna być młodsza niż 3,7 miliarda lat.
Aby zgłębić temat, geolodzy pod przewodnictwem Claire Nichols i Benjamina Weissa od sześciu lat analizują skały pochodzące z formacji Isua w południowo-zachodniej Grenlandii. Region słynie z najstarszego odkrytego pasa skał wulkanicznych i osadowych, spośród których najstarsze nie zmieniły się od eoarchaiku. Naukowcy od dawna wykorzystują tamtejszy materiał do badań dotyczących tektoniki oraz początków życia.
Nichols i Weiss poszukiwali próbek zawierających sygnatury dawnego ziemskiego pola magnetycznego. Chodzi o układ związków o właściwościach magnetycznych – zwłaszcza tlenków żelaza – który może zdradzać obecność oraz charakterystykę pola magnetycznego, działającego na skały w momencie ich formowania. Trudność polega na tym, że takie odciski mogą z czasem ulec zamazaniu przy okazji ekstremalnych zjawisk fizycznych i chemicznych, w związku z czym tylko nieliczne osady nadają się do analizy.
Wartościowe skały bogate z żelazo i krzemionkę udało się znaleźć 150 kilometrów od stołecznego Nuuk, w bardzo niedostępnym rejonie, do którego naukowcy mogli się dostać wyłącznie z pomocą śmigłowca.
Próbki, które naszym zdaniem były najlepsze i posiadały bardzo starą sygnaturę stopniowo rozmagnesowujemy w laboratorium. Stosujemy pole laboratoryjne o określonej sile i ponownie namagnesowujemy skały etapami, dzięki czemu można porównać gradient rozmagnesowania z gradientem namagnesowania laboratorium. Ten gradient mówi, jak silne było pole działające na skałę w przeszłości.
Claire Nichols
Dzięki metodzie rozmagnesowywania i namagnesowywania zespół zdołał ustalić, że grenlandzkie minerały powstawały przy obecności pola magnetycznego o sile co najmniej 15 mikrotesli. Dla porównania, obecne pole magnetyczne Ziemi waha się (zależnie od regionu) od 30 do 60 mikrotesli. “To o połowę mniej, ale mówimy o tym samym rzędzie wielkości” – zauważa Nichols i dodaje, że “cokolwiek napędza ziemskie pole magnetyczne, jego moc nie zmieniło się znacząco na przestrzeni miliardów lat”.
Dotąd najstarsze ślady magnetosfery pochodziły sprzed 3,5 miliarda lat, więc nowe odkrycie przesuwa tę granicę o kolejne 200 milionów. Pojawia się przy tym pewna zagwozdka, ponieważ wydaje się mało prawdopodobne, aby jądro wewnętrzne naszej planety było w tamtym okresie na tyle wykształcone, aby mogło indukować wyraźne pole magnetyczne (zgodnie z teorią dynama magnetohydrodynamicznego). Autorzy publikacji sugerują więc, że dawna magnetosfera mogła mieć inne źródło niż obecnie, albo obecna struktura geologiczna Ziemi uformowała się znacznie szybciej, niż mogliśmy przypuszczać. Oba warianty dają ogromne pole do dyskusji.
Badanie zostało opisane w artykule Possible Eoarchean Records of the Geomagnetic Field Preserved in the Isua Supracrustal Belt, Southern West Greenland na łamach Journal of Geophysical Research. Odkryciem pochwaliła się również strona MIT.
