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：

当地球的磁屏蔽失效时：4.1万年前的宇宙射线入侵

当地球的磁屏蔽失效时：4.1万年前的宇宙射线入侵 但是，还有一种情况叫做磁场偏移，在这种情况下，磁场强度会短暂减弱，我们熟悉的偶极（或两个磁极）会消失，取而代之的是多个磁极。大约 4.1 万年前发生的拉斯汉普斯磁场偏移是研究得最好的一次。它的特点是磁场强度较低，这意味着地球表面对有害太空射线的保护较弱。低磁场强度时期可能与生物圈的重大动荡有关。要想知道宇宙射线何时对地球表面进行了猛烈轰击，科学家可以测量冰芯和海洋沉积物中的宇宙放射性核素。这些特殊的同位素是宇宙射线与地球大气相互作用产生的；它们诞生于宇宙射线，因此它们是宇宙源性的。古地磁场强度较低屏蔽较弱的时期应该与大气中宇宙成因放射性核素产生率较高相关联。德国波茨坦 GFZ 的研究员 Sanja Panovska 将在下周举行的欧洲地球科学联盟（EGU）2024 年大会上，介绍她在拉斯汉普斯考察期间发现的古地磁场强度与宇宙成因核素之间的关系，重点是空间气候。铍-10等宇宙放射性核素的变化为地球古地磁强度的变化提供了一个独立的代用指标。事实上，Panovska发现，拉斯汉普斯偏移期间铍-10的平均生产率是现在生产率的两倍，这意味着磁场强度非常低，大量宇宙射线进入地球大气层。为了从宇宙放射性核素和古地磁数据中获取更多信息，帕诺夫斯卡利用这两个数据集重建了地磁场。她的重建结果表明，在拉斯汉普斯偏移期间，当磁场急剧下降时，磁层缩小了，"从而降低了对我们星球的屏蔽"，了解这些极端事件对于未来发生这些事件、空间气候预测以及评估其对环境和地球系统的影响非常重要。要了解有关这项工作的更多信息，Panovska 将在 EGU 2024 会议的 EMRP3.3 会议上作口头报告，时间为欧洲中部时间 4 月 19 日星期五 14:05-14:15，地点为 -2.20 室。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

40亿年地球生命简史 | 电子书籍

40亿年地球生命简史 | 电子书籍 描述：40亿年地球生命简史（用基因科学全新发现，重述生命进化史，颠覆你对进化的旧认知） 链接： 大小：N 标签：#电子书 来自：雷锋 频道：@Aliyundrive_Share_Channel 群组：@alyd_g 投稿：@AliYunPanBot

《人人都该懂的地球科学追索地球起源与进化 解锁人类生命未来 》

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微流星体轰击与磁场：解码行星际空间对小行星龙宫的影响

微流星体轰击与磁场：解码行星际空间对小行星龙宫的影响 研究人员分析了隼鸟2号宇宙飞船从小行星龙宫采集的样本，揭示了有关空间风化和磁性的新见解。(研究的概念图）资料来源：Yuki Kimura研究利用穿透样品的电子波来揭示样品结构、磁性和电性的细节，这种技术被称为电子全息技术。隼鸟2号于2018年6月27日抵达小行星龙宫，在两次精巧的着陆过程中采集了样本，然后于2020年12月将抛落的样本送回地球。该航天器目前正在继续其太空之旅，计划于 2029 年和 2031 年对另外两颗小行星进行观测。从龙宫样本上切割下来的磁铁矿（圆形颗粒）微粒。(A) 明场透射电子显微镜图像。(B) 通过电子全息技术获得的磁通量分布图像。在颗粒内部看到的同心圆条纹与磁力线相对应。它们被称为涡旋磁畴结构，比普通硬盘更稳定，可以记录超过 46 亿年的磁场。图片来源：Yuki Kimura 等人《自然-通讯》。2024 年 4 月 29 日直接从小行星上采集样本的一个好处是，研究人员可以借此研究小行星暴露在太空环境中的长期影响。来自太阳的高能粒子"太阳风"和微流星体的轰击造成了被称为空间风化的变化。利用自然降落在地球上的大多数陨石样本无法精确地研究这些变化，部分原因是它们来自小行星的内部，另一部分原因是它们在大气层中的炽热降落所产生的影响。木村说："我们直接探测到的空间风化特征将使我们更好地了解太阳系中发生的一些现象。他解释说，早期太阳系的磁场强度随着行星的形成而减弱，测量小行星上的残余磁化可以揭示太阳系早期阶段的磁场信息。"分布在伪磁铁矿周围的铁纳米颗粒。(A) 用扫描透射电子显微镜拍摄的暗场图像。(B) 相应的铁分布图像。白色箭头表示铁纳米颗粒。(在伪磁铁矿中看不到磁场线，而在铁颗粒内部可以看到同心涡状磁畴结构，如黑色箭头所示。资料来源：Yuki Kimura 等人，《自然-通讯》。2024 年 4 月 29 日木村补充说："在今后的工作中，我们的研究结果还有助于揭示无空气天体表面的相对年龄，并有助于准确解读从这些天体获得的遥感数据。"一个特别有趣的发现是，由磁铁矿（一种氧化铁）组成的被称为framboids的小矿物颗粒完全失去了正常的磁性。研究人员认为，这是由于与直径在 2 到 20 微米之间的高速微流星体发生碰撞所致。这些微流星体被数以千计的金属铁纳米粒子所包围。未来对这些纳米颗粒的研究将有望揭示小行星长期经历的磁场。木村总结说："虽然我们的研究主要是为了获得基本的科学兴趣和理解，但它也有助于估计太空尘埃高速撞击机器人或载人航天器可能造成的退化程度。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究揭示地球淡水出现的时间比以前认为的早5亿年

新研究揭示地球淡水出现的时间比以前认为的早5亿年 科廷大学（Curtin University）领导的新研究发现，有证据表明，对生命至关重要的淡水是在大约 40 亿年前出现在地球上的，这比以前认为的要早一亿年。主要作者、科廷大学地球与行星科学学院兼职研究员、阿联酋哈利法大学助理教授哈迈德-加马勒迪恩（Hamed Gamaleldien）博士说，通过分析西澳大利亚中西部地区杰克山（Jack Hills）的古老晶体，研究人员将淡水出现的时间线推后到了地球形成后的几亿年。Gamaleldien 博士说："我们能够确定水文循环起源的日期，水文循环是水在地球上流动的连续过程，对于维持生态系统和支持地球上的生命至关重要。通过研究矿物锆石微小晶体中的年龄和氧同位素，我们发现了远在40亿年前的异常轻同位素特征。这种轻的氧同位素通常是地球表面下几公里处的高温淡水改变岩石的结果。地球深处淡水的证据挑战了现有理论，即地球在 40 亿年前完全被海洋覆盖"。科廷大学的雨果-奥利鲁克（Hugo Olierook）博士与一块来自西澳大利亚杰克山的岩石，其中包含本研究中分析的锆石晶体。资料来源：科廷大学研究报告的合著者、科廷大学地球和行星科学学院的雨果-奥利罗克博士说，这一发现对于了解地球是如何形成以及生命是如何出现的至关重要。"这一发现不仅揭示了地球的早期历史，还表明陆地和淡水在相对较短的时间内地球形成后不到6亿年为生命的繁衍创造了条件。标志着我们在了解地球早期历史方面迈出了重要一步，并为进一步探索生命起源打开了大门"。编译来源：ScitechDaily作者是科廷大学地球与行星科学学院地球动力学研究小组和矿物系统时间尺度小组以及约翰-德-莱特中心的成员。部分研究是利用约翰-德莱特中心大型几何离子微探针（LGIM）设施中的CAMECA 1300HR3仪器完成的，该设施由 AuScope（通过联邦国家合作研究基础设施战略）、西澳大利亚地质调查局和科廷大学资助。 ... PC版： 手机版：