研究人员发现地球磁场最古老的无可争议的证据

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牛津大学和麻省理工学院牵头的一项新研究恢复了 37 亿年前的地球磁场记录，发现它与今天地球周围的磁场非常相似。该研究结果发表在地球物理研究杂志。

如果没有磁场，地球上的生命就不可能存在，因为磁场可以保护我们免受太阳发射的有害宇宙辐射和带电粒子的伤害（“'）。但迄今为止，尚无可靠的日期表明现代磁场何时首次建立。

在这项研究中，研究人员检查了格陵兰岛伊苏阿的一系列古老含铁岩石。铁粒子实际上充当了微型磁铁的角色，当结晶过程将它们锁定在原位时，它们可以记录磁场强度和方向。研究人员发现，37 亿年前的岩石捕捉到的磁场强度至少为 15 微特斯拉，与现代磁场（30 微特斯拉）相当。

这些结果提供了对整个岩石样本中地球磁场强度的最古老的估计，这比以前使用单个晶体的研究提供了更准确和可靠的评估。

首席研究员克莱尔·尼科尔斯教授（牛津大学地球科学系）表示：“从如此古老的岩石中提取可靠的记录极具挑战性，当我们在实验室分析这些样本时，看到原始磁信号开始出现，真的非常令人兴奋。这是一个非常重要的进步，因为我们试图确定地球生命首次出现时古老磁场的作用。”

虽然磁场强度似乎保持相对恒定，但众所周知，太阳风在过去要强得多。 这表明，随着时间的推移，地球表面对太阳风的保护有所增强，这可能使得生命能够离开海洋的保护而迁移到大陆上。

地球磁场是由在流体外核中，当内核凝固时由浮力驱动，从而产生发电机。 在地球形成的早期阶段，固体尚未形成，因此早期磁场如何维持的问题尚待解答。

这些新结果表明，驱动地球早期发电机的机制与当今产生地球磁场的凝固过程同样有效。

了解地球如何随时间变化的地球内部固体核心的形成时间也是确定其形成时间的关键。这将帮助我们了解热量从地球内部深处流失的速度，这对于理解板块构造等过程至关重要。

重建迄今为止的地球磁场的一个重大挑战是，任何加热岩石的事件都可能改变保存的信号。 地壳中的岩石通常具有漫长而复杂的地质历史，从而抹去了以前的磁场信息。

然而，伊苏阿表壳带具有独特的地质特征，位于厚厚的大陆地壳顶部，这使其免受广泛的构造活动和变形的影响。 这使得研究人员能够建立明确的证据来支持 37 亿年前磁场的存在。

研究结果还可能为我们的磁场在塑造我们所知的地球大气发展中的作用提供新的见解，特别是关于大气中气体的逃逸。

目前无法解释的一个现象是，25 亿多年前，不活泼的氙气从我们的大气中消失了。氙气相对较重，因此不太可能简单地从我们的大气中飘走。最近，科学家开始调查带电氙气粒子被磁场从大气中带走的可能性。

未来，研究人员希望通过检查加拿大、澳大利亚和南非的其他古代岩石序列，扩大我们对大约 25 亿年前地球大气中氧气上升之前的地球磁场的了解。

更好地了解地球磁场的古代强度和变化将有助于我们确定行星磁场是否对于行星表面孕育生命及其在大气演化中的作用至关重要。

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