Nález silného magnetického pole v šerém dávnověku je poněkud v rozporu s dřívějšími studiemi. Naše představy teď musíme změnit v tom smyslu, že podle všeho Země byla již relativně brzo po svém vzniku chráněna před slunečním větrem, který by jinak byl schopen odvát atmosféru a povrch planety bombardovat smrtelnou radiací.
Po provedení nových měření se ukazuje, že intenzita prvního doloženého magnetického pole byla podobná té dnešní. Tvrdí to John Tarduno, profesor geofyziky na University of Rochester. Je to překvapivý výsledek, protože to rovněž znamená, že již tehdy měla Země zformované jádro ze železa. A to je na tom to překvapivé, protože to je na samé hranici uznávaného teoretického modelu formování Země a doby vzniku zemského jádra.
Existence magnetického štítu byla pro nás jakousi „šťastnou hvězdou“. Mars, který o tuto vymoženost v podobě magnetosféry přišel již brzo po svém vzniku, měl povrch bombardován radiací ze Slunce. To ho postupně připravilo o jeho atmosféru.
Teorie vzniku zemského magnetického pole předpokládá, že jeho vznik je generován prouděním tekutého kovu v jádru Země. Zemské pole vytvářejí elektricky nabité částice, jež se podobně jako elektrony elektrického proudu pohybují v tekutém vnějším jádru Země, složeném ze železa a niklu. Ve vnějším zemském jádru vznikají tepelné proudy v roztaveném kovu při teplotách kolem 5000 stupňů Celsia. Tím, že se daří rozluštit, jak bylo v jednotlivých obdobích magnetické pole silné, mění se i názor na to, jaké byly podmínky na povrchu Země. Intenzita před 3,2 miliardou let byla odhadnuta zhruba na desetinu té dnešní.
Tarduno ale dříve prokázal, že před 2,5 miliardou let toto pole bylo stejně silné, jako je dnes. Ale když se nyní podíval do minulosti ještě o nějakých 700 milionů let zpět, bylo slabší. Z toho usuzuje, že v této relativně krátké době proběhly nějaké změny, které měly za následek změny magnetického pole z malého na silné.
Tradiční přístup k měření magnetického pole Země nebyl dostatečně přesný. Používané techniky se totiž za posledních čtyřicet let moc nezměnily. Všechna měření (i ta dnešní), jsou založena na zjišťování orientace a na síle magnetického pole v minulosti. Využívá toho, že na horniny složené z nerostů, které obsahují železo (magnetit, titomagnetit,...) působí magnetické pole a když tekutá láva začíná chladnout, tvoří se krystaly magnetitu, které usměrňuje zemské magnetické pole k severnímu, resp. jižnímu pólu. Po ztuhnutí taveniny, například v čediči, zůstává poloha těchto malých magnetů zachována navždy. I dnes stále ještě ukazuje tam, kde byly umístěny póly magnetického pole v době kdy se sledovaná část zemské kůry tvořila.
„Země měla účinný magnetický ochranným štít již v době před 3,2 miliardami let.
Tarduno stávající techniku měření magnetismu hornin vylepšil v tom smyslu, že z horniny izoluje jednotlivé krystaly. Ty zahřívá laserem a měří jejich magnetickou intenzitu zvláště citlivým detektorem, který se nazývá SQUID (Superconducting Quantum Interface Device). Tak je schopen změřit i nepatrná magnetická pole.
Některé horniny obsahující nepatrné krystaly živce a křemene s příměsí magnetických látek o velikosti pouhých nanometrů. Ty rovněž zaznamenaly zemské magnetické pole v době chladnutí. Už samotné nalezení hornin z nejstarší doby je obtížné. Navíc je třeba vzít v úvahu, že během následných miliard let geologická aktivita mohla tyto zchladlé horniny znovu prohřát a záznam magnetismu, který byl na ně prvotně zapsán, „přehrát“ novým zápisem.
Aby snížil toto riziko kontaminace, Tarduno si ke zjišťování hodnot zvolil nejlépe zachovaná zrna z vyvřelin z jižní Afriky, o nichž se má za to, že neprošla následnými změnami po celé 3,2 miliardy let a jež si uchovala původní paleomagnetický záznam.
Tarnudo chce měřit ty nejmenší možné magnetické příměsi. Protože velké magnetické krystaly jsou náchylnější ke ztrátě původního zápisu v důsledku následných tepelných výkyvů. Aby o svůj původní magnetický podpis přišly jim stačí, aby následně prošly ohřevem na nižší teplotu, než jaké je zapotřebí k vyvolání změny v zápisu na malých zmagnetovaných částečkách.
Jakmile Tarduno izoloval velikostně vhodné krystaly, zapojil do hry zmíněný laser. Ten jednotlivé krystaly zahřeje mnohem rychleji, než to dokázaly dřívější metody. Práce s přesně definovanými hmotnostmi a teplotou ohřevu, spolu s přesnou sondou umožnila odečíst jak mnoho magnetismu bylo v jednotlivých zrníčkách zakleto.
Získaná data svědčí o tom, že magnetické pole dosahovalo nejméně poloviny dnešní hodnoty magnetického pole. To dnes má (měřeno jednotkou pro magnetickou indukci) 40 - 50 miliontin T (T= Tesla). To znamená, že s konečnou platností si můžeme být jisti, že v tu dobu, před 3,2 miliardami let ochranné magnetické pole Země již existovalo.
Jak si může být Tarduno jist, že naměřil hodnoty magnetismu z oné proklamované doby? Jednoduše. Neměřil jen hodnotu magnetismu, ale také jeho směr. Porovnával zjištěné údaje se směrem magnetického pole vzorků v blízkých i vzdálenějších lokalitách. Shodovalo se. Testovaná vyvřelina tedy nebyla v průběhu miliard let znovu roztavena, protože by si nezachovala stejný směr své orientace.
Tarduno si nyní našel lokalitu s ještě starší horninou. Hodlá posunout laťku naměřeného magnetismu až do doby před 3,5 miliardami let! To by dovolilo nahlédnout do poměrů, které panovali na naší matičce Zemi v době, kdy se poprvé zformovalo vnitřní jádro naší planety. Pokud se to Tardunovi podaří, stane se slavným.
Pramen: University of Rochester.
Diskuze:
