Твердая часть ядра Земли оказалась неожиданно молодой, выяснили ученые

Точные замеры намагниченности древних пород Земли на Кольском полуострове помогли российским ученым выяснить, что твердое внутреннее ядро нашей планеты сформировалось намного позже, чем считали раньше геофизики. Об этом сообщает пресс-служба Института физики Земли РАН.

В далеком прошлом ядро Земли было полностью жидким, а не состояло не из двух или трех, как сегодня предполагают некоторые геологи, слоев – внутреннего металлического ядра и окружающего его расплава из железа и более легких элементов.

В таком состоянии ядро быстро охлаждалось и теряло энергию, что приводило ослаблению вырабатываемого им магнитного поля. Через некоторое время этот процесс достиг некой критической точки, и центральная часть ядра "замерзла", превратившись в твердое металлическое ядрышко. Это сопровождалось всплеском и ростом в силе магнитного поля, а также кардинальными переменами в механизме его работы.

Время это перехода крайне важно для геологов, так как оно позволяет примерно оценить, с какой скоростью ядро Земли остывает сегодня и как долго просуществует магнитный "щит" нашей планеты, защищающий нас от действия космических лучей, а атмосферу Земли – от солнечного ветра.

Пока у ученых нет точной оценки того, когда это именно произошло – теоретические модели предсказывают, что это могло произойти как достаточно давно, в архейскую эру, примерно два миллиарда лет назад, так и заметно позже, во времена протерозоя или даже эдиакара, незадолго до "кембрийского взрыва" и появления современных многоклеточных животных.

Веселовский и его коллеги сделали большой шаг к получению точного ответа на этот вопрос, изучая свойства так называемых долеритовых силлов – горизонтальных прослоек из глубинных пород коры Земли, "вклинившихся" в ее приповерхностные слои во время крупных излияний магмы. Самые яркие примеры их существования можно найти в породах знаменитых Восточно-сибирских траппов, вызвавших Пермское вымирание, а также на Кольском полуострове.

Последние, как отмечают Веселовский и его коллеги, сформировались в первой половине протерозойской эры, примерно 1,96-0,92 миллиарда лет назад. Это дало российским ученым возможность изучить состояние и свойства магнитного поля Земли в ту геологическую эпоху, измерив остаточную намагниченность пород, добытых на берегу моря в северной части Мурманской области.

В них, как обнаружили ученые, сохранились достаточно качественные и однозначные следы древнего магнитного поля Земли, которые позволили им вычислить положение его полюсов и силу примерно 1,86 миллиарда лет назад, а также последить за его "миграциями" в предыдущие и последующие эры, используя другие древние образцы пород коры.

Вдобавок, ученые вычислили положение Кольского полуострова в то время – он находился в субтропических широтах и был "повернут" на 25 градусов по отношению к его текущей конфигурации.

Эти замеры показали, что магнитное поле было в то время относительно слабым, но при этом его положение почти не менялось. И то, и другое подтверждает популярную теорию о том, что магнитное поле Земли было относительно слабым до "застывания" твердой части ядра, и одновременно указывает на то, что это произошло не раньше середины протерозоя.

Российские ученые предполагают, что оно появилось значительно позже, во времена эдиакарской эры, так как многие замеры силы магнитного поля, царившего на Земле примерно 1,5 миллиарда лет назад, могли быть сильно завышенными. Вдобавок, эти аномально высокие значения могут указывать на то, что его напряженность могла сильно колебаться вверх и вниз до тех пор, пока не возникло ядрышко.

"Одновременность "кембрийского взрыва" с возникновением экстремальной конфигурации геомагнитного поля вряд ли случайна. Она позволяет предположить, что именно многократно возросшая интенсивность космического и солнечного излучения на поверхности Земли в этот период и привела к развитию многоклеточных организмов и возникновению животного мира за счёт сильного увеличения мутационных процессов", — заключает Валерий Щербаков, коллега Веселовского по ИФЗ РАН.