Un nuovo studio, condotto dall’Università di Oxford e dal MIT, ha recuperato una documentazione del campo magnetico terrestre risalente a 3,7 miliardi di anni fa e ha scoperto che appare notevolmente simile al campo che circonda la Terra oggi. I risultati sono stati pubblicati sul Journal of Geophysical Research .
Senza il suo campo magnetico, la vita sulla Terra non sarebbe possibile poiché questo ci protegge dalle radiazioni cosmiche dannose e dalle particelle cariche emesse dal sole (il "vento solare"). Ma fino ad oggi non esiste una data certa in cui sia stato stabilito per la prima volta il campo magnetico moderno.
Nello studio, i ricercatori hanno esaminato un'antica sequenza di rocce contenenti ferro provenienti da Isua, in Groenlandia. Le particelle di ferro agiscono effettivamente come minuscoli magneti in grado di registrare sia l’intensità che la direzione del campo magnetico quando il processo di cristallizzazione le blocca in posizione. I ricercatori hanno scoperto che le rocce risalenti a 3,7 miliardi di anni fa catturavano un'intensità del campo magnetico di almeno 15 microtesla paragonabile al campo magnetico moderno (30 microtesla).
Questi risultati forniscono la stima più antica della forza del campo magnetico terrestre derivata da interi campioni di roccia, che forniscono una valutazione più accurata e affidabile rispetto a studi precedenti che utilizzavano singoli cristalli.
La ricercatrice capo, la professoressa Claire Nichols (Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Oxford), ha dichiarato:"Estrarre dati affidabili da rocce così antiche è estremamente impegnativo, ed è stato davvero emozionante vedere i segnali magnetici primari iniziare ad emergere quando abbiamo analizzato questi campioni in laboratorio". . Questo è un passo avanti davvero importante mentre cerchiamo di determinare il ruolo dell'antico campo magnetico quando la vita sulla Terra stava emergendo per la prima volta."
Mentre l’intensità del campo magnetico sembra essere rimasta relativamente costante, è noto che il vento solare è stato significativamente più forte in passato. Ciò suggerisce che la protezione della superficie terrestre dal vento solare è aumentata nel tempo, il che potrebbe aver permesso alla vita di spostarsi sui continenti e abbandonare la protezione degli oceani.
Il campo magnetico terrestre è generato dalla miscelazione del ferro fuso nel nucleo esterno fluido, guidato dalle forze di galleggiamento mentre il nucleo interno si solidifica, che creano una dinamo. Durante la formazione iniziale della Terra, il solido nucleo interno non si era ancora formato, lasciando domande aperte su come fosse sostenuto il campo magnetico primordiale.
Questi nuovi risultati suggeriscono che il meccanismo che guidava la prima dinamo della Terra era altrettanto efficiente del processo di solidificazione che genera oggi il campo magnetico terrestre.
Comprendere come l’intensità del campo magnetico terrestre è variata nel tempo è anche fondamentale per determinare quando il nucleo solido e interno della Terra ha iniziato a formarsi. Questo ci aiuterà a capire quanto rapidamente il calore sta fuoriuscendo dalle profondità interne della Terra, il che è fondamentale per comprendere processi come la tettonica a placche.
Una sfida significativa nella ricostruzione del campo magnetico terrestre così indietro nel tempo è che qualsiasi evento che riscalda la roccia può alterare i segnali conservati. Le rocce nella crosta terrestre hanno spesso storie geologiche lunghe e complesse che cancellano le precedenti informazioni sul campo magnetico.
Tuttavia, la cintura sopracrostale di Isua ha una geologia unica, situata sulla sommità di una spessa crosta continentale che la protegge da un'estesa attività tettonica e dalla deformazione. Ciò ha permesso ai ricercatori di costruire un insieme chiaro di prove a sostegno dell'esistenza del campo magnetico 3,7 miliardi di anni fa.
I risultati potrebbero anche fornire nuove informazioni sul ruolo del nostro campo magnetico nel modellare lo sviluppo dell'atmosfera terrestre come la conosciamo, in particolare per quanto riguarda la fuga atmosferica di gas.
Un fenomeno attualmente inspiegabile è la perdita del gas non reattivo xeno dalla nostra atmosfera avvenuta più di 2,5 miliardi di anni fa. Lo xeno è relativamente pesante ed è quindi improbabile che sia semplicemente uscito dalla nostra atmosfera. Recentemente, gli scienziati hanno iniziato a studiare la possibilità che le particelle cariche di xeno siano state rimosse dall'atmosfera dal campo magnetico.
In futuro, i ricercatori sperano di espandere la nostra conoscenza del campo magnetico terrestre prima dell'aumento dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre circa 2,5 miliardi di anni fa, esaminando altre antiche sequenze rocciose in Canada, Australia e Sud Africa.
Una migliore comprensione dell'antica forza e variabilità del campo magnetico terrestre ci aiuterà a determinare se i campi magnetici planetari sono fondamentali per ospitare la vita su una superficie planetaria e il loro ruolo nell'evoluzione atmosferica.
Ulteriori informazioni: Possibili registrazioni eoarchee del campo geomagnetico conservate nella cintura sopracrostale di Isua, Groenlandia meridionale occidentale, Journal of Geophysical Research Solid Earth (2024). DOI:10.1029/2023JB027706
Fornito dall'Università di Oxford
