地球物理学家将地球磁场的产生时间往前推了2.5亿年

唐唐 · 发表于 2010-4-10 21:48:45

   为了保护早期生命形式，行星的防护盾很快形成来屏蔽有害的太阳辐射
                                    ——丽莎·格罗斯曼
                                             2010.3.27
   新的研究表明，有证据显示地球磁场的存在时间要向前移2.5亿年。因此也说明，为了防止来自太阳最有害的宇宙射线对地球早期生命的伤害，地球磁场为其提供防护已有足够长的时间了。

正如这幅艺术家的作品说明的，地球磁场对地球表面生命的保护是通过在边缘将太阳风引开而达成防护的

    地球磁场在34.5亿年前就存在了，成员来自己纽约罗切斯特大学和南非夸祖鲁纳塔尔的研究小组在3月5日的《科学》杂志报告称。

   这个时间属于生命最早开始出现的时期，介于地球被大量星际碎片撞击时期和地球大气中充满氧气时期之间。早期的一些研究表明，对于能够剥离地球大气层，蒸发地表水分和扼杀地表生命这种致命的太阳辐射，正是地球磁场提供了必要的防护。“我认为这是一个具有里程碑意义的宏伟工作”多伦多大学的地球物理学家大卫·邓洛普说，他并没有参与这项研究。“他们把你对度量地球的合理想象尽可能的向前移伸了”。

   研究者对位于南非卡普瓦尔克拉通发现的某些岩石进行了磁性强度测定，而这一地质区域的存在可以追溯到超过30亿年以前。

   仅仅发现古老的岩石还是远远不够的。“这是岩石发现领域的金律”，罗切斯特大学的约翰·塔都诺说，他是这项新研究的合作者。铁矿石记录了地球磁场形成过程中磁性的强度和方向变化。但是当这些岩石在随后的地质演变过程中经过加热，记录可能会失去或者是被重新修改。

   “我们必须找到一块岩石，它含铁量恰恰好能够用来记录磁信号，却又不至于多到后来受到化学变化的影响”，塔都诺说。

   在南非的绿岩带有我们需要的岩石：小于两毫米长的石英晶体中含有纳米级的小铁块——其中包含了我们需要的磁性。

   “石英是完美的载体”，塔都诺说，“它不会受后来化学变化的影响，但是却掺杂进了我们需要的铁”。

   2007年，塔都诺和他的同事通过研究这种岩石发现在32亿年前就存在磁场区域，磁性强度只是现在的一半。使用一种特殊别设计的磁性技术和改进的实验室技术，这个研究小组在一个34.5亿年前的岩石中发现了磁信号，它的强度大约是今天这个区域磁性强度的50%-70%，塔都诺说。

   ”当我们思考生命的起源时，出现两个最基本的威胁“，塔都诺说，”第一点很明显，是水。但是，你一样必须要有磁场，因为它保护了大气免受侵蚀和水的彻底消失。“火星现在很可能是干的，因为它很早就失去了磁场，他补充道。

   为了确定早期地球磁场是否足够阻挡辐射雨，研究小组需要了解太阳到底都做了什么。塔都诺和罗切斯特大学的天文学家Eric Mamajek，通过观察年轻的类似太阳的恒星来推断当时地球所面临的太阳风的强度。
   早期的太阳可能比现在转的要快，塔都诺说。这种快速的转动产生了强大的磁场，它加热太阳大气层而强大的带电粒子太阳风带走了太阳的质量和角动量。研究小组计算出当时地球磁场抵消的太阳风的半径大约是地球中心半径的5倍，少于现在10.7个半径的一半。34.5亿年前定期到达地球的辐射量相当于现在最强大的太阳风暴发生时到地球的辐射能量，塔都诺说，北极光，这个由于太阳风粒子沿着地球磁场加速造成的现象，今天即使远至南边的纽约市也能看到。
   这项研究同样”可以用来指导我们对寻找其他有生命的行星的研究“，来自苏格兰圣安德鲁大学的天文学家莫伊拉·怡和说，天文学家可能会更注意那些古老的，不太活跃的恒星或者去寻找自身就有磁场的行星。
   尽管事实上还没有在太阳系以外发现有磁场的行星，但怡和与塔都诺都保持乐观，”那只是我们需要考虑的另外一个问题罢了“，塔都诺说。