最新研究表明，地球在至少四十億年前就形成了磁場——比之前認為的早了超過五億年。
這項發表在7月31日《科學》雜誌上的研究，是理解地球何時以及如何演變成現代形態的重大一步。遠古磁場可能透過阻止太陽強大的太陽風剝離大氣層，使這個5億年前的行星更適合生命生存。
這項研究有助於將地球與其行星鄰居進行比較。“地球和火星之間的對比非常引人注目，”主要作者、紐約羅切斯特大學的地球物理學家約翰·塔杜諾說。火星在至少40億年前也曾擁有磁場，但這個紅色星球 不知何故失去了它稠密的大氣層 並變成了一個荒蕪的世界。然而，地球卻發展成了 生命的溫床。
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地球磁場年齡的證據來自儲存在古代岩石內部的磁性晶體。塔杜諾和他的同事此前在南非的岩石中發現了可追溯到34.5億年前的標記物。
為了更深入地瞭解地球的過去，該團隊前往了西澳大利亞的傑克山地區，該地區以其四十億年前的鋯石晶體而聞名。科學家們使用高解析度磁力計測量了捕獲在25顆鋯石內部的含鐵礦物的微弱磁訊號。這些訊號指示了晶體形成時地球磁場的強度和方向。
年輕星球的畫像
傑克山鋯石表明，早在40億年前就存在磁場，其強度在類似於今天的數值（約25微特斯拉）到大約其12%之間波動。研究中最古老的兩顆鋯石表明，該磁場可能高達42億年。但這些岩石很難分析，因為它們在大約26億年前被重新加熱，這留下了當時的磁活動記錄，部分覆蓋了較早的證據。
無論何時出現，遠古磁場都將是對抗太陽風的良好但並非完美的屏障。塔杜諾的團隊表示，偶爾的太陽風暴可能仍然能夠穿透磁場，剝離地球大氣層中對生命至關重要的水和揮發性化合物。
但亞利桑那州圖森市行星科學研究所的研究員大衛·格林斯彭並不認為行星必須擁有活躍的磁場才能適宜居住。他說，許多專家質疑火星失去大氣層僅僅是因為其磁場關閉的觀點。強大的恆星風實際上可能為缺乏保護性磁場的行星上尚未知的生命提供能量。
塔杜諾補充說，地球上遠古磁場的存在也表明，板塊構造可能在40多億年前就已經開始運作。地質學家長期以來一直在爭論原始行星中對流何時以及如何開始，導致地殼板塊移動時熱量散失到太空。“這項發現對早期地球具有重要意義，”澳大利亞珀斯科廷大學的地質學家西蒙·懷爾德說。
但塔杜諾的團隊可能無法再進一步探索過去。最古老的澳大利亞鋯石可以追溯到44億年前，它們包含有限且令人困惑的磁記錄。相反，研究人員可能會專注於擴充套件他們對遠古地球狀況的瞭解，而不是試圖確定其磁場是否存在於42億多年前。
“在35億到42億年間存在著巨大的記錄，我們真的需要探索，”塔杜諾說。
本文經許可轉載，並於2015年7月30日首次發表。