تم اكتشاف سجل عمره 3.7 مليار سنة للمغناطيسية القديمة لكوكبنا، مما يوفر دليلا على ذلك المجال المغناطيسي للأرض كانت موجودة بالفعل في وقت مبكر جدًا من التاريخ. لكن هذا الاكتشاف مثير للدهشة للغاية.
من الصعب العثور على صخور يقترب عمرها من 4 مليارات سنة؛ تم إعادة تدوير معظمها من خلال أرضالنشاط التكتوني، حيث ينزلق إلى الوشاح عبر مناطق الاندساس قبل أن يتجشأ مرة أخرى عبر البراكين. ومع ذلك، بطريقة ما، نجت سلسلة من الصخور في حزام إيسوا فوق القشرة الأرضية في جرينلاند من ويلات الزمن بفضل جيولوجيتها الفريدة، وتقع على قمة صفيحة قارية سميكة مثل طوف النجاة وسط محيط من الاضطرابات التكتونية.
الآن، قام باحثون من جامعة أكسفورد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بحفر بعض من صخور إيسوا، ووجدوا أنها تحتوي على سجل صارم للمجال المغناطيسي للأرض في وقت مبكر. وفقًا لهذا السجل، لا يبدو أن المجال المغناطيسي لكوكبنا قد تغير كثيرًا على الإطلاق في الفترة الفاصلة – لكن الجيولوجيين لا يفهمون تمامًا كيف يمكن للأرض أن تنتج مجالًا مغناطيسيًا على الإطلاق في ذلك الوقت.
متعلق ب: تعرضت الأرض للأشعة الكونية منذ 41 ألف سنة بسبب ضعف المجال المغناطيسي
يعد وجود المجال المغناطيسي أمرًا بالغ الأهمية لتطور الحياة على الأرض، حيث تعمل خطوط المجال على درء المطر المتجمد الخطير من الجسيمات المشحونة التي تنطلق نحونا عبر الرياح الشمسية. ومن الممكن أن يكون وجود مجال مغناطيسي مبكر قد ساعد الحياة في الحصول على موطئ قدم على كوكبنا.
في السابق، كانت التقديرات والتلميحات الخاصة بالمجال المغناطيسي للأرض المبكرة تأتي من بلورات معدنية فردية تسمى الزركون موجودة داخل الصخور القديمة من غرب أستراليا. وقد اقترحت هذه وجود مجال مغناطيسي قبل 4.2 مليار سنة. ومع ذلك، تم التشكيك في هذه النتائج لاحقًا باعتبارها غير موثوقة.
تعتبر النتائج الجديدة من صخور جرينلاند أكثر موثوقية لأنها، ولأول مرة، تعتمد على صخور حاملة للحديد بالكامل (بدلاً من بلورات معدنية فردية) لاشتقاق شدة المجال البدائي. ولذلك، فإن العينة تقدم أول مقياس قوي ليس فقط لقوة المجال المغناطيسي القديم للأرض، ولكن أيضًا لتوقيت ظهور المجال المغناطيسي في الأصل.
وقالت الباحثة الرئيسية كلير نيكولز، وهي أستاذة جيولوجيا الكواكب في جامعة كاليفورنيا: “إن استخراج سجلات موثوقة من الصخور القديمة أمر صعب للغاية، وكان من المثير حقًا رؤية الإشارات المغناطيسية الأولية تبدأ في الظهور عندما قمنا بتحليل هذه العينات في المختبر”. جامعة أكسفورد، في أ بيان صحفي. “هذه خطوة مهمة حقًا للأمام بينما نحاول تحديد دور المجال المغناطيسي القديم عندما ظهرت الحياة على الأرض لأول مرة.”
يمكن اعتبار جزيئات الحديد الموجودة داخل صخور إيسوا وكأنها مغناطيسات صغيرة، تتماشى مع المجال المغناطيسي للأرض عندما تبلورت الصخور المحيطة بها لأول مرة قبل 3.7 مليار سنة. وبالتالي فإن محاذاة هذه العناصر تحمل سجلاً لقوة المجال. تم قياس هذه القوة على أنها لا تقل عن 15 ميكروتسلا (mT)، وهي قابلة للمقارنة بقوة مجال الأرض التي تبلغ 30 mT اليوم.
لكن هذا لا يزال يترك اللغز السابق: كيف أنتجت الأرض المبكرة مجالها المغناطيسي؟
قصص ذات الصلة:
– يمكن أن يؤثر الحطام الناتج عن حرق الأقمار الصناعية على المجال المغناطيسي للأرض
– ناسا تنهي مهمة CloudSat لمراقبة الأرض بعد 18 عامًا
— 365 يومًا من صور الأقمار الصناعية تظهر تغير فصول الأرض من الفضاء (فيديو)
اليوم، يتم إنتاج هذا المجال من خلال تأثير الدينامو الناتج عن التيارات الكهربائية في اللب الخارجي للحديد المنصهر للأرض، وهو تأثير أثارته قوى الطفو عندما يبرد اللب الداخلي للكوكب ويتصلب. ومع ذلك، فإن النواة الداخلية أصبحت باردة بدرجة كافية لبدء التصلب منذ حوالي مليار سنة؛ قبل 3.7 مليار سنة، لم يكن من الممكن أن يؤثر على تأثير الدينامو بنفس الطريقة التي يحدث بها اليوم. باختصار، تظل كيفية توليد المجال المغناطيسي القديم للأرض لغزًا.
ولحسن الحظ، فقد تم إنشاؤه بالفعل، ومن المؤكد أنه ساعد الحياة الميكروبية البدائية على البقاء والتطور. كانت الرياح الشمسية في الماضي أقوى مما هي عليه اليوم، ولكن مع مرور الوقت، كان المجال المغناطيسي للأرض قادرًا على الوقوف في وجهها، مما خلق الظروف الملائمة لخروج الحياة من المحيطات، حيث كانت محمية من الأضرار الضارة. الإشعاع وعلى الأرض.
ونشرت النتائج في 24 أبريل في مجلة البحوث الجيوفيزيائية.