Nejstarší nesporný důkaz magnetického pole Země odkrytý v Grónsku

Na úvodním obrázku je příklad 3,7 miliardy let staré formace páskovaného železa, která se nachází v severovýchodní části Isua Supracrustal Belt. Společná studie Oxfordské univerzity a MIT odhalila 3,7 miliardy let starý záznam magnetického pole z Grónska, který dokazuje, že starověké magnetické pole Země bylo stejně silné jako dnes, klíčové pro ochranu života stíněním před kosmickými paprsky a slunečním zářením.

Nová studie obnovila 3,7 miliardy let starý záznam magnetického pole Země a zjistila, že se zdá pozoruhodně podobné poli, které dnes obklopuje Zemi. Zjištění byla 24. dubna 2024 zveřejněna v časopise Journal of Geophysical Research.

Bez magnetického pole by život na Zemi nebyl možný, protože nás chrání před škodlivým kosmickým zářením a nabitými částicemi emitovanými Sluncem („sluneční vítr“). Doposud však neexistuje spolehlivé datum, kdy bylo poprvé vytvořeno moderní magnetické pole.

Zkoumání starověkých hornin

V nové studii vědci zkoumali starodávnou sekvenci hornin obsahujících železo z Isuy v Grónsku. Železné částice účinně působí jako malé magnety, které mohou zaznamenat sílu i směr magnetického pole, když je proces krystalizace uzamkne na místě. Vědci zjistili, že horniny pocházející z doby před 3,7 miliardami let zachytily sílu magnetického pole nejméně 15 mikrotesla srovnatelnou s moderním magnetickým polem (30 mikrotesla).

Tyto výsledky poskytují nejstarší odhad síly magnetického pole Země odvozený ze vzorků celých hornin, které poskytují přesnější a spolehlivější hodnocení než předchozí studie, které používaly jednotlivé krystaly.

Poznatky ze studie

Vedoucí výzkumná pracovnice profesorka Claire Nicholsová (Department of Earth Sciences, University of Oxford) řekla: „Extrahovat spolehlivé záznamy z takto starých hornin je extrémně náročné a bylo opravdu vzrušující vidět, jak se začínají objevovat primární magnetické signály, když jsme tyto vzorky analyzovali v laboratoři. Toto je opravdu důležitý krok vpřed, když se snažíme určit roli starověkého magnetického pole, když se poprvé objevil na Zemi život.“

I když se zdá, že síla magnetického pole zůstala relativně konstantní, je známo, že sluneční vítr byl v minulosti výrazně silnější. To naznačuje, že ochrana zemského povrchu před slunečním větrem se postupem času zvýšila, což možná umožnilo životu přesunout se na kontinenty a opustit ochranu oceánů.

Magnetické pole Země je generováno promícháváním roztaveného železa v tekutém vnějším jádru, poháněné vztlakovými silami, jak vnitřní jádro tuhne, což vytváří dynamo. Během raného formování Země se pevné vnitřní jádro ještě nevytvořilo, takže zůstaly otevřené otázky o tom, jak bylo rané magnetické pole udržováno. Tyto nové výsledky naznačují, že mechanismus pohánějící rané dynamo Země byl podobně účinný jako proces tuhnutí, který dnes generuje magnetické pole Země.

Pochopení toho, jak se síla magnetického pole Země v průběhu času měnila, je také klíčové pro určení, kdy se začalo tvořit vnitřní, pevné jádro Země. To nám pomůže pochopit, jak rychle teplo uniká z hlubokého nitra Země, což je klíčové pro pochopení procesů, jako je desková tektonika.

Geologické a atmosférické implikace

Významnou výzvou při rekonstrukci magnetického pole Země tak daleko zpět v čase je, že jakákoliv událost, která zahřeje horninu, může změnit zachované signály. Horniny v zemské kůře mají často dlouhou a složitou geologickou historii, která vymazává předchozí informace o magnetickém poli. Isua Supracrustal Belt má však jedinečnou geologii, sedí na vrcholu silné kontinentální kůry, která jej chrání před rozsáhlou tektonickou aktivitou a deformací. To umožnilo výzkumníkům vytvořit jasný soubor důkazů podporujících existenci magnetického pole před 3,7 miliardami let.

Výsledky mohou také poskytnout nový pohled na roli našeho magnetického pole při utváření vývoje zemské atmosféry, jak ji známe, zejména pokud jde o únik plynů z atmosféry. V současnosti nevysvětleným jevem je ztráta nereaktivního plynu xenonu z naší atmosféry před více než 2,5 miliardami let. Xenon je relativně těžký, a proto je nepravděpodobné, že by se jednoduše dostal z naší atmosféry. Nedávno vědci začali zkoumat možnost, že nabité xenonové částice byly z atmosféry odstraněny magnetickým polem.

Vědci doufají, že v budoucnu rozšíří naše znalosti o magnetickém poli Země před vzestupem kyslíku v zemské atmosféře před přibližně 2,5 miliardami let zkoumáním dalších starověkých sekvencí hornin v Kanadě, Austrálii a Jižní Africe. Lepší pochopení dávné síly a proměnlivosti magnetického pole Země nám pomůže určit, zda jsou planetární magnetická pole kritická pro život na planetárním povrchu a jejich roli v atmosférickém vývoji.

Zdroj: https://scitechdaily.com/3-7-billion-years-old-oldest-undisputed-evidence-of-earths-magnetic-field-uncovered-in-greenland/

autor: František Martinek