地球强大的磁场保护着地球及其居民免受太阳风的全面冲击。太阳风是带电粒子流，在金星和火星等屏蔽较差的行星上，随着时间的推移，太阳风剥离了它们的水储备并使其大气层退化。揭示磁场出现的时程以及产生磁场的机制——地球外核中对流液体的发电机——可以帮助限制地球的早期历史，包括地质、大气和天文过程的相互作用，这些过程使世界变得适宜居住。
罗切斯特大学地球物理学家约翰·A·塔杜诺和他的同事试图做到这一点，他们提出的证据表明，早在34.5亿年前，即地球形成后仅十亿年左右，地球就拥有了发电机产生的磁场。《科学》杂志3月5日发表的这项新研究将地球磁场的记录至少提前了2亿年；一个相关的研究小组在2007年提出了来自稍年轻岩石的类似证据，论证了32亿年前存在强大的地球磁场。
塔杜诺和他的团队分析了来自卡普瓦尔克拉通的岩石，卡普瓦尔克拉通是靠近非洲南端的一个区域，拥有相对原始的太古代早期地壳。（太古代始于大约38亿年前，结束于25亿年前。）2009年，他们发现一些岩石在34.5亿年前被磁化——大致与35亿年前地球最早生命的直接证据相吻合。但是，不能排除磁力的外部来源——例如太阳风的冲击。例如，金星缺乏强大的内部磁场，但确实有一个微弱的外部磁场，这是由太阳风撞击行星稠密大气层引起的。
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这项新研究检查了在卡普瓦尔岩石上印记磁性所需的磁场强度；结论是，当时的磁场强度是目前强度的50%到70%。这个值比外部磁场的预期值高出许多倍，例如微弱的金星磁场，这支持了当时地球内部发电机的存在。
然后，研究人员推断出该磁场能够多好地阻止太阳风，发现太古代早期的磁层顶，即空间中磁场与太阳风相遇的边界，距离地球约30,000公里或更近。磁层顶今天的距离大约是这个距离的两倍，但会因太阳的极端能量爆发而发生变化。“35亿年前的那些稳态条件与我们今天在严重的太阳风暴期间看到的情况相似，”塔杜诺说。由于磁层顶如此接近，地球可能没有完全免受太阳风的侵袭，并且可能在早期失去了大部分水。
随着寻找太阳系外类地行星的努力加快，塔杜诺表示，在模拟行星的潜在宜居性时，恒星风、大气层和磁场之间的关系应该发挥作用。他指出，磁场对行星水预算的影响似乎尤为重要。
华盛顿大学塔科马分校的地质学家彼得·A·塞尔金认为这项工作引人入胜，结果也似乎合理，尽管他指出，即使是卡普瓦尔克拉通相对原始的岩石，在数十亿年的时间里也经历了低级别的矿物学和温度变化。“它们的状态与最初的状态并不完全相同，”塞尔金说。“我认为，对于塔杜诺和他的合著者在这项研究中使用的矿物，我们仍然需要了解一些东西，才能完全相信这些结果。”
多伦多大学的地球物理学家大卫·J·邓洛普更加信服，称这项工作是“非常仔细的论证”。他说，磁场强度“可以相当自信地”分配到34亿年至34.5亿年前的区间。“如果能进一步揭开地球发电机启动的帷幕，那将令人兴奋，但这似乎不太可能，”邓洛普补充道。他说，在世界其他任何地方，大自然都不曾如此仁慈地保存着近乎原始的古代磁性载体。