В последние годы планетологи и геологи активно пытаются понять, когда наша планета обзавелась мощным магнитным полем. Оно защищает Землю от действия солнечного ветра, частицы которого "обдирают" атмосферу планеты и помогают влаге из нее испаряться в космос, а также мешает достигать поверхности космическим лучам, которые повреждают ДНК клеток и мешают формированию сложных молекул, которые нужны для зарождения жизни.
Точно определить время появления магнитного поля у Земли практически невозможно, так как породы того времени практически не сохранились в ее недрах. Пять лет назад геологи нашли намеки на то, что достаточно сильный "магнитный щит" у нашей планеты появился очень рано, фактически с момента ее возникновения, примерно 4,2 млрд. лет назад. Подобные открытия не убедили скептиков, и споры вокруг времени появления магнитного поля Земли продолжаются до сих пор.
ти дискуссии во многом связаны с тем, что физики и геологи долгое время предполагали, что мощное магнитное поле у Земли существует благодаря тому, что в ее жидком расплавленном ядре есть твердая внутренняя часть. Она возникла, по разным оценкам ученых, не раньше, чем 3,6 млрд. лет назад, или даже значительно позже, около 1 млрд. лет назад.
Магнитные океаны магмы
Просчитывая свойства различных горных пород, из которых состояла первичная материя Земли в то время, когда она еще не успела застыть и превратиться в привычную нам земную кору и мантию, физики из Великобритании и США нашли возможное объяснение тому, как мощное магнитное поле Земли могло существовать до появления твердого ядра.
Ученых интересовало то, как сильно изменятся физические характеристики этих соединений при экстремально высоких давлениях и температурах, близких к тем, которые сейчас наблюдаются внутри ядра и на его границе с мантией. Чтобы просчитать подобные свойства, геологи использовали алгоритмы, опирающиеся на законы квантовой механики. Они могут очень точно просчитывать то, как меняются свойства различных материалов при изменении условий среды.
Расчеты указали, что у силикатных пород очень высокая электропроводность при температурах примерно в 4-5 тыс. °С и давлениях больше атмосферного в сотни тысяч раз. Они несколько уступают в этом отношении железу и другим металлам, однако превосходят современные породы мантии и коры в сотни и тысячи раз.
Подобного уровня электропроводности, как показывают выкладки исследователей, вполне хватает для того, чтобы породить магнитное поле той мощности, следы которого "отпечатались" в породах архейской эпохи возрастом в 3,4 млрд. лет. В этом случае источником поля мог быть круговорот силикатных пород, которые циркулировали внутри недр планеты по примерно по таким же принципам, что и потоки железа в современном ядре Земли.
Как отмечают исследователи, конфигурация такого магнитного поля должна была несколько отличаться от его современной структуры. В частности, разница в его силе на экваторе и в приполярных регионах может быть значительно менее выражена. Кроме того, у древнего магнитного поля могло быть не два, а больше полюсов.
Вдобавок, ученые предполагают, что магнитные поля аналогичного рода могут существовать у крупных двойников Земли у далеких звезд, чьи магматические океаны будут застывать значительно дольше из-за того, что они гораздо больше. Поиски и открытие таких планет, как надеются ученые, смогут дополнительно подтвердить их теории.