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地球磁场形成于34.5亿年前 比先前认为的提前约25亿年 |
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app家模拟当时的太阳风与地球磁场相互作用时产生的北极光现象。
新证据表明地球磁场形成于34.5亿年前。
据《连线》报道，一项新研究显示，地球磁场形成于34.5亿年前。这表明，地球磁场形成的时间比先前人们认为的提前约25亿年。地球磁场形成的时间与地球上最初明升m88的形成时间相符，地球磁场的形成有效的避免了地球上最初的明升m88形态遭受太阳磁辐射的破坏。
这项研究成果发表在3月5日的《app》杂志（Science）上。这个时期正好在明升m88发展的最早阶段，处于地球被星际碎片撞击和地球大气中充满氧气这两个时期之间。先前几项研究认为，地球磁场是使地球免于太阳致命辐射的必要屏障，太阳辐射能够清除掉一个行星的大气层，使上面的水份彻底蒸发掉，同时扼杀掉行星表面上的明升m88。多伦多大学地球物理学家戴维·邓洛普（David Dunlop）认为：“研究成果将地球磁场产生的分界线往后推，回到了你能够理性期待的测量地球的时期。”
研究人员测量了在南非卡普瓦尔克拉通(Kaapvaal craton)所发现的一些特定岩石的磁场强度，普瓦尔克拉通地区的地质可以追溯到30多亿年前。然而，仅仅找到古老的岩石是远远不够的。据这项新研究的合著者、罗彻斯特大学的研究者约翰·塔都诺（John Tarduno）说：“寻找岩石的过程适合用‘金发姑娘理论’（Goldilocks theory，形容不冷不热，恰到好处的一种状态）来形容。”岩石在形成时，其里面的铁矿物记录下了地球磁场的强度与方向，但是如果岩石在后来的地质过程中被加热，它上面的这些信息也可能会丢失或者被改写。塔都诺说：“我们必须找到一种刚好具有足够的铁来记录磁场特征的岩石，但是铁含量又不能太高，如果铁含量过高，表明它曾经受到过后来明升手机变化的影响。”南非的绿岩带（Greenstone Belt）刚好有这种岩石：其中的石英晶体不到两毫米长，根植于石英晶体中的含铁磁铁矿为纳米级大小。塔都诺说：“石英起到了完美的‘太空舱’的作用，它没有受到后来事件的影响，但它里面包含有那些我们需要研究的铁。”
塔都诺跟他的同事在2007年就已经研究过类似的岩石，并且发现形成于32亿年前的那种岩石具有的磁场强度为现今地球磁场强度的一半。塔都诺表示，使用一种专门设计的磁力计以及改进后的实验技术，研究团队在具有34.5亿年历史的岩石中检测到了磁场信号，这个磁场的强度处于现今地球磁场强度的50%到70%之间。塔都诺说：“当我们思索明升m88的起源时，有两条线索需要追踪，一条线索是水，但是同时必须要有一个磁场（另一条线索)，因为磁场可以保护大气免受侵蚀以及水被完全蒸发。”他补充说，今天的火星可能是干燥的，因为火星在早期的时候失去了它的磁场。
为了确定这种早期磁场是否足以能够阻挡住太阳的辐射雨（rain ofradiation），研究团队必须要知道那个时期太阳的状况。天文学家通过对年轻的、类似太阳的恒星的观察值来推断当时地球所要面临的太阳风强度。专家表示，年轻的太阳可能比今天的太阳旋转速度要快，这种快速的旋转为一个强大的磁场提供了动力，这个磁场使太阳大气加热，激起了大量带电粒子组成的太阳风的活动。研究团队计算出，地球磁场抵消太阳风的临界点距地球中心的距离大约仅为5个地球半径，不到现今10.7个地球半径的一半。34.5亿年前从太阳定期地抵达地球的辐射量，与现今最活跃的太阳风暴（solar storm）袭击地球时的能力相当。由太阳风与地球磁场相互作用产生的北极光（auroraborealis），在当时能够在距现今的纽约市相当的纬度位置内观察到。
苏格兰圣安德鲁斯大学（University of St. Andrews）天文学家莫伊拉·贾丁（Moira Jardine）表示，这项研究“能够用于指导我们寻找其它有明升m88的行星。”天文学家以后可能将更多地关注从那些更年长的、不太活跃的星体，或者寻找那些具有自己磁场的行星。迄今为止，尽管人们还没有找到具有磁场的太阳系外行星（extrasolar planet），贾丁和塔都诺仍然持很乐观，塔都诺说：“磁场正是是我们需要考虑的另外一个参数。”
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