Ziemskie pole magnetyczne zaskoczyło naukowców. Nowe ustalenia

Czy ziemskie pole magnetyczne słabnie? Czy czeka nas przebiegunowanie Ziemi? Te pytania zaprzątają głowę wielu osób. Poza zastanawianiem się nad tymi kwestiami naukowcy zajmują się jednak także innymi zagadnieniami związanymi z magnetosferą. W nowej ekspertyzie prowadzonej pod kierunkiem Uniwersytetu Oksfordzkiego i MIT odnaleziono zapis dotyczący pola magnetycznego Ziemi sprzed 3,7 miliarda lat. Starożytne pole okazało się mieć zaskakujące właściwości.

Wyniki analizy opublikowano na łamach "Journal of Geophysical Research". Naukowcy zaznaczyli, że badania stanowią opracowanie najstarszych śladów istnienia pola magnetycznego Ziemi odkrytych na podstawie próbek całych skał. To pozwala na dokładniejszą i bardziej wiarygodną ocenę powstawania i ewolucji pola niż przy innych, wcześniejszych badaniach. Wiedza ta może wpłynąć na znalezienie odpowiedzi na wiele nurtujących naukowców pytań.

Ziemskie pole magnetyczne ma dwa bieguny, północny i południowy, i występuje w sposób naturalny we wnętrzu i wokół Ziemi, rozciągając się na kilkadziesiąt tysięcy kilometrów od powierzchni globu. Obszar, w którym występuje, nazywa się ziemską magnetosferą. 

Jak wyjaśnia Państwowy Instytut Geologiczny, obecnie brak jest spójnej teorii, która w zadowalający sposób opisywałaby ziemskie pole magnetyczne i jednocześnie wyjaśniała wszystkie zjawiska z nim związane. Naukowcy nie ustają jednak w staraniach, aby pozyskać jak najwięcej informacji na temat powstawania, ewolucji i działania pola. Jest to bardzo istotne, bo jak zaznaczają badacze, choćby lepsze zrozumienie dawnej siły i zmienności ziemskiego pola magnetycznego pomoże ustalić, czy planetarne pola magnetyczne są krytyczne dla życia na powierzchni planety, oraz jaka jest ich rola w ewolucji atmosfery.

W nowym badaniu badacze z Uniwersytetu Oksfordzkiego i MIT przeanalizowali starożytną sekwencję skał zawierających żelazo z Isua na Grenlandii. W ten sposób odkryli, że skały pochodzące sprzed 3,7 miliarda lat uchwyciły siłę dawnego pola magnetycznego o wartości porównywalnej ze współczesnym polem magnetycznym. W badaniach stwierdzono, że pole magnetyczne sprzed miliardów lat jest ogólnie zaskakująco podobne do pola otaczającego Ziemię dzisiaj.

- Wyodrębnienie wiarygodnych zapisów z tak starych skał jest niezwykle trudne i naprawdę ekscytujące było zobaczenie, jak pierwotne sygnały magnetyczne zaczynały się pojawiać, gdy analizowaliśmy te próbki w laboratorium. To naprawdę ważny krok naprzód, ponieważ staramy się określić rolę starożytnego pola magnetycznego, gdy po raz pierwszy pojawiło się życie na Ziemi - powiedziała główna badaczka, profesor Claire Nichols z Wydziału Nauk o Ziemi na Uniwersytecie Oksfordzkim.

Badania sugerują, że choć wydawać by się mogło, że natężenie pola magnetycznego pozostaje względnie stałe, i tylko czasem dochodzi do jego niewielkiego słabnięcia albo wzmocnienia, to jednak wiadomo, że wiatr słoneczny był znacznie silniejszy w przeszłości. Sugeruje to, że ochrona powierzchni Ziemi przed wiatrem słonecznym z czasem wzrosła na tyle, że mogło to pozwolić życiu przenieść się na ląd i opuścić "bezpieczną przystań" w postaci oceanów.

Naukowcy zaznaczają też, że zrozumienie, w jaki sposób siła ziemskiego pola magnetycznego zmieniała się w czasie, jest kluczem do określenia, kiedy zaczęło się formować wewnętrzne, stałe jądro Ziemi. To możez z kolei okazać się kluczowe dla wyjaśnienia procesów takich jak tektonika płyt. W dodatku wyniki analiz starożytnych skał mogą dostarczyć nowych informacji na temat roli naszego pola magnetycznego w kształtowaniu się i rozwoju atmosfery ziemskiej, jaką znamy, szczególnie w odniesieniu do ucieczki gazów atmosferycznych.

W przyszłości naukowcy chcą poszerzyć swoje badania w tym temacie, badając starożytne sekwencje skał w Australii, Kanadzie i Republice Południowej Afryki.

Źródła: doi.org/10.1029/2023JB027706, phys.org, pgi.gov.pl