Магнитное поле Земли старше, чем мы думали

Магнитное поле является естественным "щитом", защищающим нашу планету. Достаточно посмотреть, что стало с нашими соседями по Солнечной системе, давно потерявшими свою атмосферу. Недавно геофизик Джон Тардуно и его коллеги из Университета Рочестера (США) пришли к выводу, что наша магнитосфера возникла значительно раньше, чем предполагалось.

О чем рассказали австралийские цирконы
Порождает магнитное поле Земли ядро нашей планеты, состоящее из жидкого железа. Для поддержания этого процесса необходимо, чтобы планета регулярно избавлялась от части накопившегося в ее недрах тепла. Сейчас процессы выделения земного тепла протекают значительно легче, чем миллиарды лет назад, из-за наличия тектоники плит, способствующей переносу тепловой энергии из глубин планеты к ее поверхности.

Между тем, некоторые специалисты предполагают, что на заре своего существования Земля была лишена магнитного поля. До последнего времени считалось, что его возраст насчитывает 3,45 миллиарда лет. Группе Джона Тардуно удалось доказать, что оно еще старше — не менее четырех миллиардов лет. Об этом рассказали кристаллы, обладающие магнитными свойствами, сохранившиеся в толщах древних пород.

Исследователей привлек регион Джек-Хиллз, расположенный в Западной Австралии. Под ним залегает так называемый Пилабарский щит, где сохранилась первозданная древняя кора Земли возрастом как минимум 3,6 миллиарда лет.

В этом уголке Земли находят древнейшие кристаллы циркона. Для измерения слабых магнитных сигналов от железосодержащих минералов ученые использовали магнитометр высокого разрешения. По этому излучению можно узнать, какими были сила и направление магнитного поля Земли в то время, когда кристаллы сформировались. Таким образом, благодаря цирконам выяснилось, что магнитное поле существовало уже как минимум на 500 миллионов лет раньше, чем до сих пор считала официальная наука, причем его индукция была равна примерно 25 микротесла, что составляет около 12 процентов от современного уровня. Два древних кристалла циркона показали, что примерный возраст магнитного поля может составлять около 4,2 миллиарда лет.

Но ученые пока не торопятся с выводами, так как эти породы 2,6 миллиарда лет назад испытали нагрев до 475 градусов по Цельсию. А это могло привести к перемагничиванию, следовательно, данные магнитной активности могут оказаться неточными. "Среди нас не было консенсуса насчет того когда возникла тектоника и началось движение литосферных плит, — прокомментировал Джон Тардуно в журнале Science. — Наши замеры подтвердили результаты анализа "следов" тектоники в очень древних кристаллах циркона, которые указывали на начало подобных процессов уже 4,4 миллиарда лет назад".

По мнению исследователей, древнее магнитное поле защищало Землю от солнечного ветра. Но иногда солнечным бурям удавалось пробивать естественный щит, лишая атмосферу нашей планеты воды и летучих растений. А вот на Марсе магнитосфера появилась значительно позднее, причем скорость солнечного ветра тогда была в 100 раз выше, чем сегодня. Возможно, именно по этой причине Красная планета превратилась в безжизненную пустыню…

"Точка переворота"
Но это еще не все. Джону Тардуно и его коллегам, похоже, удалось обнаружить точку инверсии магнитосферы, в которой в будущем произойдет смена магнитных полюсов планеты. Об этом исследователи пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Данное место находится в ЮАР, на берегу реки Лимпопо. Дело в том, что местные племена бушменов периодически проводили ритуалы сжигания своих жилищ, корзин с зерном и загонов для скота, чтобы прогнать злых духов. В результате глиняные полы в помещениях прогревались до очень высоких температур, превышающих тысячу градусов по Цельсию. Эта обожженная глина и содержала информацию об изменениях магнитного поля в течение веков.

Так, ученые выяснили, что примерно с XIII по XVI век сила магнитного поля снижалась, причем это происходило куда быстрее, чем сегодня. До недавних пор считалось, что магнитосфера стала слабеть в XIX столетии.

"Геологи достаточно давно считали, что инверсии магнитного поля происходят в случайных точках на поверхности Земли, — комментирует Джон Тардуно. — Наше исследование говорит о том, что на самом деле это может быть не так". По мнению экспертов, именно под данным африканским регионом лежат горячие породы мантии. Высота этих отложений составляет две-три тысячи метров, а тянутся они на несколько сот километров. Это препятствует нормальному движению потоков расплавленной материи в земном ядре, которые, собственно, и порождают магнитное поле.

Авторы исследования заявляют, что пока невозможно с точностью спрогнозировать, начнется ли процесс "переворота" магнитных полюсов в ближайшем будущем, но с большой долей вероятности процесс "стартует" именно в этой точке Земли. Причем такие "перевороты" происходили уже не раз, что было чревато для нашей планеты различными катаклизмами.

Елена Гимадиева, Ирина Шлионская