地质学家从格陵兰岛上发现了37亿年前的磁场记录

地质学家从格陵兰岛上发现了37亿年前的磁场记录 伊苏阿超级地壳带东北部有 37 亿年历史的带状铁质地层。资料来源:克莱尔-尼科尔斯一项新的研究还原了 37 亿年前的地球磁场记录,发现它与今天地球周围的磁场极为相似。这项研究结果发表在今天(4 月 24 日)出版的《地球物理研究杂志》(Journal of Geophysical Research)上。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有害宇宙辐射和太阳发射的带电粒子("太阳风")的伤害。但是,迄今为止,现代磁场是何时开始形成的还没有一个可靠的日期。研究人员沿着横断面提取样本,以比较 35 亿年前的火成岩侵入体与周围岩石之间的差异。资料来源:克莱尔-尼科尔斯在这项新研究中,研究人员考察了格陵兰岛伊苏阿含铁岩石的古老序列。当结晶过程将铁微粒锁定在适当位置时,铁微粒可以有效地充当微小磁体,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。这些结果提供了从整个岩石样本中得出的地球磁场强度的最古老估计值,与以前使用单个晶体的研究相比,这些结果提供了更准确、更可靠的评估。研究报告的合著者雅典娜-艾斯特(Athena Eyster)站在大片裸露的带状铁质地层前,这种富含铁质的沉积物正是提取古代磁场信号的来源。图片来源:克莱尔-尼科尔斯首席研究员克莱尔-尼科尔斯(Claire Nichols)教授(牛津大学地球科学系)说:"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,看到原生磁场信号开始出现,这真是令人兴奋。在我们试图确定地球生命最初出现时古磁场的作用时,这是向前迈出的非常重要的一步。"虽然磁场强度似乎一直保持相对稳定,但已知太阳风在过去要强得多。这表明,随着时间的推移,地球表面免受太阳风侵袭的能力增强了,这可能使生命得以移居大陆,离开海洋的保护。地球磁场是由流体外核中的熔融铁混合产生的,内核凝固时受到浮力的驱动,产生了发电机。在地球形成的早期,固体内核尚未形成,因此关于早期磁场是如何维持的问题仍未解决。这些新结果表明,驱动地球早期发电机的机制与今天产生地球磁场的凝固过程具有类似的效率。了解地球磁场强度随时间的变化也是确定地球内部固体内核何时开始形成的关键。这将有助于我们了解热量从地球内部深处逸出的速度,而这对于了解板块构造等过程至关重要。在如此久远的年代重建地球磁场的一个重大挑战是,任何加热岩石的事件都会改变保存下来的信号。地壳中的岩石往往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,伊苏阿超级地壳带地质独特,位于厚厚的大陆地壳之上,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一个清晰的证据体系,支持 37 亿年前磁场的存在。这些结果还可能让我们对磁场在形成我们所知的地球大气层发展过程中的作用,尤其是大气层中气体的逸散,有了新的认识。目前无法解释的一个现象是,25 多亿年前,大气层中失去了不活跃的气体氙。氙气相对较重,因此不可能从大气中简单地飘散出去。最近,科学家们开始研究带电氙粒子被磁场从大气中清除的可能性。未来,研究人员希望通过研究加拿大、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增加之前的地球磁场的了解。更好地了解古代地球磁场的强度和可变性,将有助于我们确定行星磁场是否是行星表面承载生命的关键,以及它们在大气演化中的作用。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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如果5亿年以前地球磁场没有崩溃 生命还能够存在吗? 艺术家眼中的埃迪卡拉纪地球磁场最弱的时期虽然磁场大部分时间是稳定的,但也会随着时间的推移而波动。在一项新的研究中,罗切斯特大学的科学家们发现了地球历史上磁场的最薄弱点但令人惊讶的是,它似乎发生在复杂生命爆发之前,而不是像你想象的那样与大灭绝同时发生。古代矿物中的磁性颗粒可以记录当时的磁场强度。罗切斯特的研究人员测量了长石和辉石晶体中的磁化,将 20 多亿年前的样本与 5.91 亿年前的样本进行了比较。他们发现,较早的样本记录到的磁场强度与今天相似,但较年轻的样本表明,当时的磁场强度仅为现在的 3%也就是我们所知的磁场最弱的时候。这种较弱的磁场似乎持续了至少 2600 万年,然后才开始恢复强度。根据研究小组之前的工作,这正是地球内核凝固并稳定磁场的时间。磁场变弱意味着更多的宇宙辐射深入地球大气层,如果这种情况发生在今天,很可能会引发大灭绝事件。但有趣的是,这一历史低谷可能有助于所有动物祖先的进化。一种生活在埃迪卡拉纪的奇异生物迪金森尼亚的化石 肖树海,弗吉尼亚理工大学从 6.35 亿年前到 5.39 亿年前的埃迪卡拉纪是地球生命进化的关键阶段。在这一时期,复杂的多细胞生命形式首次出现,但它们几乎不像我们现在所知的生命它们看起来像圆盘、管子、扇子、甜甜圈,或者只是软软的"泥袋"。事实上,科学家们甚至搞不清楚这些生物到底是藻类、真菌,还是早期的植物或动物。到了下一个时期,即寒武纪,大多数怪胎似乎都灭绝了。但大约在同一时期,生命形式的多样性出现了大规模爆发,进化树上的几乎所有现代分支都在相对较短的时间内出现。这一事件的主要诱因之一被认为是大气中氧气含量的增加根据这项新研究,我们可能要感谢磁场的减弱。如前所述,这种浸透会让更多的辐射进入地球大气层,从而让更多的带电粒子剥离氢等原子。如果有足够多的氢原子流失到太空中,那么大气层中的氧原子就会堆积起来,而不是与氢发生反应形成水蒸气。随着时间的推移,空气中的氧气含量就会增加,从而为新生命的诞生提供动力。如果这种看法是真的,那就说明高级生命的进化是非常幸运的。如果磁场没有反弹,地球可能会走上火星的老路。这项研究的作者约翰-塔尔杜诺说:"如果在埃迪卡拉纪之后仍然存在异常微弱的磁场,地球可能会与今天这个富含水的星球大相径庭:水的流失可能会使地球逐渐干涸。"该研究成果发表在《自然-通讯-地球与环境》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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