Сенсационно молодое: внутреннее ядро земли могло затвердеть всего около 550 миллионов лет назад — и это произошло как нельзя вовремя. Дело в том, что анализы включений пород из того периода свидетельствуют о том, что магнитное поле Земли тогда как раз находилось на грани коллапса. И только благодаря формированию внутреннего твердого ядра, геодинамо (магнитное динамо) получило достаточно энергии для поддержания магнитного поля, пишут исследователи в журнале Nature Geoscience.
Когда застыло внутреннее ядро Земли, ученые спорят до сих пор. Но теперь получены косвенные подтверждения его более поздней кристаллизации. © Johannes Gerhardus/ thinkstock
Ядро нашей планеты состоит их двух частей: твердое внутреннее ядро из железоникелевой смеси окружено внешним ядром из жидкого металла. И такая комбинация создает сегодня динамо для земного магнитного поля. Но вот с какого времени существует твердое внутреннее ядро Земли? Пока что информация в этом отношении весьма противоречива. В то время как некоторые исследования приводят доводы в пользу раннего затвердения внутреннего ядра — около трех миллиардов лет назад, другие указывают на кристаллизацию ядра лишь примерно 1,3 миллиарда лет назад или даже около 500 миллионов лет назад.
Древние кристаллы как очевидные свидетельства
Новые косвенные свидетельства невероятной молодости внутреннего ядра были представлени на днях Джоном Тардуно из Университета Рочестера и его командой. Для своего исследования они подвергли анализам кристаллические включения в образцах породы из канадской провинции Восточный Квебек. Крошечные силикатные кристаллы в этой породе имеют возраст около 565 миллионов лет, и поэтому они происходят из периода эдиакария — эпохи, известной своими необычными организмами и развитием ранних многоклеточных.
Анализы показали, что кристаллы из эдиакария имели невероятно слабую намагниченность — всего в 8,7 микротесла. И исследователи считают, что это говорит о том, что магнитное поле Земли в то время имело лишь одну десятую своей сегодняшней силы. В то же время анализ других образцов горных пород этого периода указывает на то, что магнитное поле Земли в ту эпоху необычно часто меняло свое направление.
Незадолго до коллапса
«Мы видим, что геодинамо существовало уже тогда, но находилось в исключительном состоянии», — говорит Тардуно. — «Наши новые данные и другие наблюдения позволяют предположить, что в это время геодинамо находилось буквально на грани коллапса». Это значит, что напряженность магнитного поля Земли, начиная от ранней эпохи Земли до периода эдиакария, вероятнее всего, постепенно уменьшается. А на протяжении 75 тысяч лет длилась даже фаза экстремальных аномалий.
Возможные причины этого могли заключаться в земном ядре. «Проведенное моделирование предполагает очень слабое состояние поля в течение периода, когда формировалось внутреннее ядро Земли», объясняют исследователи. Таким образом, незадолго до кристаллизации жидкого материала ядра произошли фундаментальные изменения в потоках жидкого железа — и, следовательно, это поначалу привело к ослаблению магнитного поля Земли.
Жидкое ядро еще менее 600 миллионов лет назад?
Но это значит следующее: До наступления геологического периода эдиакария внутреннее ядро могло оставаться в значительной степени жидким. И лишь около 600-500 миллионов лет назад внутреннее ядро начало постепенно затвердевать. Если эта версия найдет свое подтверждение, это будет означать, что земное внутреннее ядро в два-три раза моложе, чем это предполагалось на основании основных моделей. И только когда кристаллизующееся внутреннее ядро выросло до достаточных размеров, условия снова стабилизировались, и геодинамо даже получило дополнительный прирост энергии за счет выделенного тепла кристаллизации и потоков усиливающего ядра.
«Зарождение этого внутреннего ядра могло произойти как раз вовремя, чтобы перезарядить геодинамику», — пишет Питер Дрисколл из Института науки Карнеги в сопроводительном комментарии к статье. — «И именно это спасло защитный магнитный щит Земли».
Влияние на эволюцию?
В то же время слабая фаза магнитного поля в эдиакарии, возможно, могла бы объяснить, почему в то время появилось так много новых и причудливых форм жизни. «Этот ультраслабый магнитный щит Земли в геологический период эдиакария чрезвычайно интересен», — говорит Тардуно. — «Тем не менее, предположения о том, что ослабленное магнитное поле оказало влияние на глубокие изменения в эволюции живых организмов в эту эпоху, до сих пор остаются весьма спорными».
