最新研究表明，地球在至少四十亿年前就形成了磁场——比之前认为的早了超过五亿年。
这项发表在7月31日《科学》杂志上的研究，是理解地球何时以及如何演变成现代形态的重大一步。远古磁场可能通过阻止太阳强大的太阳风剥离大气层，使这个5亿年前的行星更适合生命生存。
这项研究有助于将地球与其行星邻居进行比较。“地球和火星之间的对比非常引人注目，”主要作者、纽约罗切斯特大学的地球物理学家约翰·塔杜诺说。火星在至少40亿年前也曾拥有磁场，但这个红色星球 不知何故失去了它稠密的大气层 并变成了一个荒芜的世界。然而，地球却发展成了 生命的温床。
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地球磁场年龄的证据来自保存在古代岩石内部的磁性晶体。塔杜诺和他的同事此前在南非的岩石中发现了可追溯到34.5亿年前的标记物。
为了更深入地了解地球的过去，该团队前往了西澳大利亚的杰克山地区，该地区以其四十亿年前的锆石晶体而闻名。科学家们使用高分辨率磁力计测量了捕获在25颗锆石内部的含铁矿物的微弱磁信号。这些信号指示了晶体形成时地球磁场的强度和方向。
年轻星球的画像
杰克山锆石表明，早在40亿年前就存在磁场，其强度在类似于今天的数值（约25微特斯拉）到大约其12%之间波动。研究中最古老的两颗锆石表明，该磁场可能高达42亿年。但这些岩石很难分析，因为它们在大约26亿年前被重新加热，这留下了当时的磁活动记录，部分覆盖了较早的证据。
无论何时出现，远古磁场都将是对抗太阳风的良好但并非完美的屏障。塔杜诺的团队表示，偶尔的太阳风暴可能仍然能够穿透磁场，剥离地球大气层中对生命至关重要的水和挥发性化合物。
但亚利桑那州图森市行星科学研究所的研究员大卫·格林斯彭并不认为行星必须拥有活跃的磁场才能适宜居住。他说，许多专家质疑火星失去大气层仅仅是因为其磁场关闭的观点。强大的恒星风实际上可能为缺乏保护性磁场的行星上尚未知的生命提供能量。
塔杜诺补充说，地球上远古磁场的存在也表明，板块构造可能在40多亿年前就已经开始运作。地质学家长期以来一直在争论原始行星中对流何时以及如何开始，导致地壳板块移动时热量散失到太空。“这项发现对早期地球具有重要意义，”澳大利亚珀斯科廷大学的地质学家西蒙·怀尔德说。
但塔杜诺的团队可能无法再进一步探索过去。最古老的澳大利亚锆石可以追溯到44亿年前，它们包含有限且令人困惑的磁记录。相反，研究人员可能会专注于扩展他们对远古地球状况的了解，而不是试图确定其磁场是否存在于42亿多年前。
“在35亿到42亿年间存在着巨大的记录，我们真的需要探索，”塔杜诺说。
本文经许可转载，并于2015年7月30日首次发表。