میدان مغناطیسی زمین احتمالا پیش از شکل‌گیری هسته سیاره به وجود آمد

میدان مغناطیسی زمین ممکن است ۳٫۷ میلیارد سال پیش به اندازه امروز قدرتمند بوده باشد. این یافته، تاریخ شکل‌گیری قدیمی‌ترین حباب محافظتی زمین را ۲۰۰ میلیون سال عقب‌تر می‌برد.

به این ترتیب میدان مغناطیسی همزمان با ظهور حیات روی زمین به وجود آمده است. قدیمی‌ترین فسیل‌های زمین، لایه‌های میکروبی استروماتولیت هستند که قدمتشان به ۳٫۵ میلیارد سال پیش بازمی‌گردد. اما برخی پژوهشگرها اکنون مدعی‌اند که استروماتولیت‌هایی با قدمت ۳٫۷ میلیارد سال را کشف کرده‌اند.

پژوهش جدید نشان می‌دهد که در آن زمان، سیاره حباب مغناطیسی محافظی در اطراف خود داشت که پرتوهای کیهانی و ذرات باردار آسیب‌زای خورشید را منحرف می‌کرد. با این‌حال جریان ذرات باردار در آن زمان بسیار قوی‌تر بود. آن باد خورشیدی قوی احتمالا بخشی از مغناطیس‌کره‌ی زمین را از بین برد؛ بدین معنی که زمین در آن زمان سپر محافظتی کمتری نسبت به امروز داشت.

یافته‌ی جدید که در مجله‌ی Geophysical منتشر شده است، پیامدهایی برای جستجوی حیات فرازمینی دارد. نیکولاس کلیر، دانشمند زمین از دانشگاه آکسفورد و نویسنده‌ی اصلی مطالعه به لایوساینس گفت:

وقتی به جستجوی حیات روی سیاره‌های دیگر می‌پردازیم، داشتن میدان مغناطیسی یک مؤلفه‌ی ضروری به شمار نمی‌رود؛ زیرا در واقعیت‌ حتی با وجود مغناطیس‌کره‌ی کوچک حیات قادر به رشد است.

جستجوی حیات فرازمینی تنها یکی از دلایل شگفتی میدان مغناطیسی زمین است. تمام سیاره‌ها دارای مغناطیس‌کره نیستند و پژوهشگرها به‌طور کامل مطمئن نیستند که چه چیز مغناطیس‌کره‌ی زمین را به‌وجود آورده است. امروزه میدان مغناطیسی زمین با بخش مایع هسته و انتقال گرما از هسته‌ی جامد داخلی به هسته‌ی همرفتی خارجی کنترل می‌شود؛ اما پژوهشگرها معتقدند که هسته‌ی زمین تا یک میلیارد سال قبل جامد نبوده است.

نیکولاس و گروهش برای جستجوی نشانه‌های میدان مغناطیسی باستانی به ۱۵۰ کیلومتری شهر نوک، پایتخت گرینلند رفتند تا نقطه‌ای را در لبه‌ی صفحه‌ای یخی مشاهده کنند که فقط از طریق هلی‌کوپتر قابل دسترسی است. سنگ‌های این منطقه که کمربند سنگ سبز ایسوا نامیده می‌شود از قدیمی‌ترین بخش‌های بازمانده از پوسته‌ی زمین به شمار می‌روند. این بخش‌ها شامل سازندهای غنی از آهن هستند که اطلاعاتی را درباره‌ی جهت و قدرت میدان مغناطیسی در زمان تشکیل سنگ‌ها در خود دارند.

پژوهشگرها همچنین می‌توانند چین‌خوردگی‌های سنگ را که دراثر تحولات زمین‌‌شناسی بعدی به وجود آمده است، بررسی کنند تا دریابند آیا جهت میدان مغناطیسی با جهت‌گیری سنگ‌ها مطابقت دارد یا خیر. اگر این‌طور نباشد، میدان مغناطیسی قدیمی‌تر از رویدادهای زمین‌شناسی شناخته‌شده است.

پژوهشگرها با روش‌های یادشده متوجه شدند که در حدود ۳٫۷ میلیارد سال پیش، قدرت میدان مغناطیسی حداقل ۱۵ میکرو تسلا بوده است که نصف قدرت میانگین میدان مغناطیسی کنونی است؛ اما این یک برآورد دست‌پایین است و درنتیجه امکان دارد میدان مغناطیسی در آن زمان به اندازه‌ی امروز قوی بوده باشد.

امروزه پژوهشگرها به بررسی بیشتر رابطه‌ی بین میدان مغناطیسی باستانی و جو زمین علاقه‌مند شده‌اند. تقریبا ۲٫۵ میلیارد سال پیش، جو زمین به طور ناگهانی مملو از اکسیژن شد. دلیل این رویداد تا اندازه‌ای رشد فتوسنتز بود، اما قدرت میدان مغناطیسی می‌تواند بر باقی‌ماندن گازهای مشخص در جو و گریز برخی از آن‌ها به داخل فضا تأثیر بگذارد.