Vor ungefähr vier Milliarden Jahren war der Übergang der jungen Erde von einer höllisch geschmolzenen Masse zu einer Felskugel mit fester Oberfläche fast geschafft. Seitdem erhaltene Zirkonkörner zeigen, dass unser junger Planet bereits durch eine magnetische Abschirmung geschützt war. Die Entdeckung zeigt, dass das Magnetfeld der Erde fast eine Milliarde Jahre älter ist als bisher angenommen, was nicht nur einen Einblick in die vergangene Entwicklung des Planeten gibt, sondern auch dazu beitragen kann, seine Zukunft zu erhellen.
Verwandte Inhalte
- Bescheidenes Magnesium könnte das Magnetfeld der Erde antreiben
- Die Erde könnte nach dem Verzehr eines quecksilberähnlichen Objekts magnetisch geworden sein
- Die ultradünne Marsatmosphäre kann bedeuten, dass fließendes Wasser die Ausnahme und nicht die Regel war
Die vorherrschende Theorie besagt, dass das Magnetfeld der Erde durch geschmolzenes Eisen erzeugt wird, das im äußeren Kern des Planeten zirkuliert. Das Feld ändert sich mit der Zeit. Der Nord- und Südpol wandern, und das ganze Feld kann gelegentlich umkippen, wobei der Norden zum Süden wird und umgekehrt. Derzeit schwächt sich das Magnetfeld der Erde ab, was nach Ansicht der Wissenschaftler ein Zeichen dafür sein könnte, dass in den nächsten paar tausend Jahren ein Umschwung eintreten könnte. Das letzte Mal, dass sich ein solches Ereignis ereignete, war vor 800.000 Jahren, und Wissenschaftler arbeiten immer noch daran, den Prozess zu verstehen, der bis zu 15.000 Jahre dauern kann. Die jüngsten Beweise, die Anfang dieser Woche in Nature Communications veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass der Umschwung unter dem südlichen Afrika beginnen könnte, aber es gibt noch viele Rätsel.
Unabhängig davon, wo sich die Pole befinden, ist das Magnetfeld entscheidend, da es den Planeten vor dem Sonnenwind schützt - einem konstanten Strom geladener Teilchen, die von der Sonne kommen. Ohne diese planetarische Abschirmung würde der Sonnenwind die Atmosphäre erodieren und das Leben auf der Erde würde ganz anders aussehen, wenn es überhaupt existieren würde. Das Verstehen der Geschichte und der Funktionsweise unseres Magnetfelds kann daher Hinweise auf Lebenschancen auf anderen Welten geben.
Gesteine aus Südafrika hatten zuvor angegeben, dass unser Magnetfeld mindestens 3, 2 Milliarden Jahre alt ist, aber das wahre Alter des Feldes ist noch nicht bekannt. Zu bestimmen, wann das Feld eingeschaltet wird, ist eine schwierige Aufgabe - nur Gesteine, die seit ihrer Entstehung unberührt geblieben sind, enthalten eine Aufzeichnung des alten Magnetfelds, und das ist ein schwieriger Fund auf einem Planeten, der sich durch Plattentektonik ständig selbst recycelt.
Glücklicherweise fanden John Tarduno von der University of Rochester und Kollegen solche Gesteine in den Jack Hills in Westaustralien. Die winzigen Zirkonproben enthielten Magnetit - magnetisches Eisenoxid -, das das Magnetfeld aufzeichnete, das existierte, als sich die Steine bildeten. Das Alter der Körner reicht von 3, 3 bis 4, 2 Milliarden Jahre. Während dieser Zeit war das Magnetfeld des Planeten zwischen dem 1, 0- und 0, 12-fachen seiner heutigen Stärke, berichtet das Team diese Woche in Science .
Eine Probe von Magnetitkristallen, viel größer, aber chemisch denjenigen ähnlich, die im alten Zirkon gefunden wurden. (Walter Geiersperger / Corbis) Laut dem Team stützt die Stärke des Feldes die Argumente für einen Kerndynamo, selbst in diesem beginnenden Stadium der Geschichte des Planeten. Dies wiederum untermauert frühere Hinweise darauf, dass die Plattentektonik schon damals in Bewegung war, da etwas bewegt werden musste, um die im Inneren des Planeten entstehende Wärme freizusetzen.
"Es gab unter Wissenschaftlern keinen Konsens darüber, wann die Plattentektonik begann", stellt Tarduno in einer Erklärung fest. "Unsere Messungen stützen jedoch einige frühere geochemische Messungen an alten Zirkonen, die ein Alter von 4, 4 Milliarden Jahren nahe legen."
Die Erde ist nicht der einzige felsige Planet im Sonnensystem, der ein Magnetfeld hat. Das MESSENGER-Raumschiff fand kürzlich Hinweise darauf, dass das schwache Magnetfeld von Merkur mindestens 3, 9 Milliarden Jahre zurückliegt. Dass sowohl Erde als auch Merkur so alte Felder haben, impliziert, dass die Planeten einen heißeren Start hätten haben sollen als bisher angenommen, sagt Julien Aubert vom Institut für Physik des Globus in Paris in einem Kommentar zu den heutigen Ergebnissen, auch in der Wissenschaft .
"Dieser Anfang kann jedoch nicht unglaublich heiß sein, da die Kruste zum Zeitpunkt der Erfassung der restlichen Magnetisierungen fest und kalt genug sein sollte", schrieb er und bezog sich dabei sowohl auf den jüngsten australischen Fund als auch auf die Entdeckung von MESSENGER. Mars und Mond haben ebenfalls Magnetisierungsreste von ähnlichem Alter, aber diese Körper haben längst ihre globalen Magnetfelder verloren. Für den Mars besteht die Möglichkeit, dass der Sonnenwind durch den Verlust seines Magnetfelds seine Atmosphäre auflockert, verdünnt und seine chemische Zusammensetzung ändert. Raumfahrzeuge, die derzeit den roten Planeten umkreisen, untersuchen, ob diese Veränderung mit dem Ende einer warmen, feuchten Periode auf dem Mars zusammenhängt, von der einige Wissenschaftler annehmen, dass sie das Leben der Primitiven vor Millionen von Jahren hätte unterstützen können.
In der Zwischenzeit könnten die neuen Erkenntnisse hier auf der Erde dazu beitragen, eine einheitliche Theorie für planetare Magnetfelder zu entwickeln, die deren Geburt und Tod erklärt und möglicherweise auf die Zukunft der magnetischen Abschirmung - und möglicherweise des Lebens - in unserer Heimatwelt hinweist.
