Stene koje su se formirale pre nekih 3,7 milijardi godina u ranom arheju dale su nam do sada najraniji uvid u Zemljino magnetno polje.
To je bilo vreme kada je Zemlja možda još uvek bila umotana u vodu, a rani život je tek počeo da se pojavljuje – a novootkriveni tragovi planetarne magnetosfere otkrivaju da je bila iznenađujuće slična nevidljivoj strukturi koja i danas štiti Zemlju.
Ovo otkriće može pomoći naučnicima da razumeju ranu istoriju Zemlje i faktore koji su doprineli nastanku života. Pored toga, detaljna analiza bi mogla da pomogne u merenju ranih tragova Zemljinog magnetnog polja na drugim mestima širom sveta, pomažući da se ponovo stvori njen globalni oblik i evolucija kroz životni vek planete od 4,5 milijardi godina.
Zemljino magnetno polje je ogromna ljuska koja se obavija i zatvara našu planetu. Smatra se da se generiše duboko prema jezgru, gde rotacija konvektivnog, provodnog fluida poznatog kao geodinamo pretvara kinetičku energiju u električna i magnetna polja koja se izbacuju u svemir.
Naučnici takođe smatraju da ovom magnetnom polju možemo da zahvalimo Zemljinoj nastanjivosti: ono štiti atmosferu od brzog uklanjanja sunčevog vetra i preusmerava štetno zračenje. Ono o čemu imamo manje jasnu ideju je kako se magnetno polje razvijalo tokom istorije Zemlje. Kako je izgledala kada je naša planeta bila mlada i kako se promenila tokom eona od tada?
Ovde stene mogu biti zaista korisne. Kada su i dalje mekani dok se formiraju, svi feromagnetni materijali u njima postaju usklađeni sa spoljnim magnetnim uticajima – kao što je ogromno magnetno polje koje se obavija i prolazi kroz Zemlju.
Ovi geološki zapisi mogu otkriti ne samo poravnanje magnetnog polja, već i njegovu snagu. Trik je u pronalaženju prave vrste stena i u mogućnosti da protumačimo ono što ima da nam kaže.
Kao prvo, bilo koji događaj ili sila koja zagreva stenu može da je promeni, brisanjem i prepisivanjem prethodnih magnetnih informacija. Zbog toga je tako teško pronaći pouzdane zapise o ranom magnetnom polju, čak i ako se potvrdi da je sama stena veoma stara.
Tim predvođen geologom Kler Nikols sa Univerziteta Oksford u Velikoj Britaniji pronašao je upravo takav rekord, u usamljenim divljinama Isue na Grenlandu.
Tamo, region poznat kao Suprakrustalni pojas ima posebnu geologiju: nalazi se na debelom sloju Zemljine kore koji ga je štitio od tektonske aktivnosti i deformacije milijardama godina.
U toj formaciji su stene koje su bogate gvožđem. Olovno-uranijumsko datiranje kristala cirkona u ovoj formaciji otkrilo je da su neke od stena nastale pre nekih 3,7 milijardi godina.
Nikols i njen tim proučavali su gvožđe u ovim drevnim stenama kako bi odredili svojstva Zemljinog magnetnog polja u to vreme. Njihovi rezultati su otkrili da je jačina magnetnog polja pre 3,7 milijardi godina bila najmanje 15 mikrotesla. To je neverovatno uporedivo sa trenutnom snagom od oko 30 mikrotesla.
To sugeriše da je rani geodinamo bio slično efikasan i efikasan kao danas. Ali Sunce nije uvek bilo ovakvo kakvo je sada. Tokom Arheja, i on je bio prilično mlad, i mnogo aktivniji, a solarni vetar je bio mnogo moćniji.
Ovo sugeriše da se nivo zaštite od sunčevog vetra koji obezbeđuje magnetno polje vremenom povećao. Ovo bi moglo imati implikacije na nastanak života – da on ne može nastati sve dok obezbeđena zaštita nije na određenom nivou.
Nalazi bi takođe mogli pomoći u razumevanju evolucije Zemljine atmosfere. Postoje dokazi da je mnogo jonizovanog ksenona i vodonika izgubljeno tokom Arheja; pošto je ksenon relativno težak, malo je verovatno da će se ukloniti iz jako zaštićene atmosfere u bilo kakvim značajnijim količinama.
Jedna mogućnost uključuje nešto slabije magnetno polje koje omogućava proširenje izloženosti solarnim vetrovima na polovima. Istraživanje tima pokazuje da je to moguće, ako je jačina magnetnog polja bila na donjem kraju skale koju su ustanovili na grenlandskim stenama.
Biće potrebno više istraživanja da bi se utvrdilo kako se magnetno polje ponašalo i menjalo, od Arheja pa nadalje. Međutim, jedno je sada sigurno.
„Bez obzira na njenu tačnu snagu i stabilnost“, pišu istraživači, „naši rezultati sugerišu da je Zemlja zadržala unutrašnje magnetno polje od 950 od pre najmanje 3,7 milijardi godina“.
