500 миллионов лет назад Земля почти полностью лишилась магнитного поля
-
Три этапа развития Земли: слева у планеты ещё нет внутреннего ядра и очень слабое магнитное поле. По центру оно уже формируется, а справа в нём появляется внешняя и внутренняя часть.
За всё разнообразие жизни и комфортные условия существования на Земле мы можем смело благодарить магнитное поле нашей планеты. Без него солнечная радиация уничтожила бы атмосферу и океаны, оставив после себя бесплодную пустыню.
Именно это и произошло с Марсом, который когда-то считался "голубым" водным миром: он был покрыт огромным океаном. Марс стал "красным" лишь после того, как около четырёх миллиардов лет назад таинственным образом потерял своё магнитное поле.
Несколько пугающее открытие геологов из Рочестерского университета подтверждает, что в какой-то момент геологической истории с Землёй происходили очень похожие изменения.
Исследователи обнаружили доказательства того, что около 565 миллионов лет назад сила магнитного поля Земли упала всего до 10% от сегодняшней силы. Если бы эта тенденция сохранилась, жизнь на нашей планете наверняка была бы обречена.
Но прямо перед так называемым кембрийским взрывом многоклеточной жизни магнитное поле Земли пришло в норму — и, согласно новому исследованию, это произошло благодаря кое-каким фундаментальным изменениям во внутреннем ядре.
Напомним, что ядро нашей планеты состоит из двух частей: расплавленного внешнего ядра и твёрдого внутреннего.
За создание магнитного поля отвечает движение электропроводящей жидкости во внешнем ядре. Этот эффект естественной генерации магнитного поля называют геодинамо.
Металлический расплав, составляющий внешнее ядро, постоянно перемешивается благодаря теплу, исходящему из недр планеты. Также этому движению жидкости способствует тектоника плит.
Наиболее точные измерения возраста магнитного поля Земли говорят о том, что оно появилось около 4,2 миллиарда лет назад. Учитывая, что Земле около 4,6 миллиарда лет, её магнитное поле сформировалось довольно быстро по геологическим меркам. При этом сила этого магнитного поля не всегда была постоянной.
Учёные узнают об изменениях магнитного поля Земли, которые происходили даже миллиарды лет назад, изучая древние минералы, богатые железом.
Первоначально эти минералы представляли собой жидкую лаву, атомы железа в которой выравнивались по линиям магнитного поля Земли, как стрелка компаса. По мере остывания лавы образуются минералы, которые представляют собой непосредственную запись силы и ориентации магнитного поля Земли в то время.
Эта область геофизики получила название палеомагнетизм. Изучая эту магнитную летопись, исследователи уже смогли выяснить, что магнитное поле Земли претерпело множество эпизодов инверсии — северный и южный полюса планеты полностью менялись местами. Таким же образом учёные узнали, что сила магнитного поля нашей планеты значительно изменялась на протяжении всего её существования.
Самым слабым магнитным полем Земля обладала около 565 миллионов лет назад: тогда оно почти исчезло. Но всего за 15 миллионов лет, просто мгновение по геологическим меркам, магнитосфера пришла в норму.
Такое быстрое обновление напряжённости магнитного поля авторы новой работы объясняют тем, что около 550 миллионов лет назад сформировалось твёрдое внутреннее ядро планеты. Оно придало существенный новый заряд расплавленному внешнему ядру.
Позднее, около 450 миллионов лет назад, структура растущего внутреннего ядра снова изменилась, в нём образовалась граница между непосредственно внутренним ядром и его внешней областью.
Любопытная и весьма важная деталь: эти изменения во внутреннем ядре совпадают со сдвигами в структуре вышележащей мантии, вызванными тектоникой плит на поверхности.
Изучая силу магнитосферы, исследователи могут не только узнавать о прошлом Земли и предсказывать её будущее. Они также могут предположить, как магнитные поля формируются на других планетах и что это может значить для потенциальной инопланетной жизни. Опять же, Марс служит предостережением.
Земля, безусловно, потеряла бы гораздо больше воды, если бы её магнитное поле не восстановилось, пишут исследователи. Планета была бы намного суше и её пейзаж разительно отличался бы от того, что мы наблюдаем сегодня.
Исследование вышло 19 июля 2022 года в журнале Nature Communications.
Больше удивительных новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
