Winzige Kristalle in Australien helfen Wissenschaftlern dabei, die alte Geschichte des ersten Magnetfelds unseres Planeten aufzudecken, das vor Hunderten von Millionen Jahren verschwunden ist. Und die Kristalle zeigen, dass dieses Feld viel mächtiger war, als irgendjemand glaubte. Dies könnte wiederum dazu beitragen, eine Frage zu beantworten, warum Leben auf der Erde entstanden ist.
Diese winzigen, alten Kristalle sind in Felsen eingeschlossen, die vor weit über einer halben Milliarde Jahren entstanden sind. Zu dieser Zeit schwebten winzige Magnetpartikel im geschmolzenen Gestein. Als sich dieses Gestein abkühlte, rasten die Partikel ein, die sich zu diesem Zeitpunkt an der Ausrichtung des Magnetfelds ausrichteten. Und diese Partikel sitzen immer noch in einer Pose, was darauf hindeutet, dass sie von einem viel stärkeren Magnetfeld beeinflusst wurden, als Wissenschaftler angenommen hatten, wie eine neue Studie zeigt.
Das Erdmagnetfeld wird durch den inneren Kern des Planeten aus festem Eisen erzeugt, der sich in einem äußeren Kern aus flüssigem Eisen dreht. Dieses Feld erstreckt sich weit über unsere Atmosphäre hinaus und schützt den Planeten vor gefährlichen Teilchen, die durch den Weltraum jagen, wie Sonnenwind und kosmische Strahlung. Aber weil die sichtbaren Auswirkungen auf die Oberfläche des Planeten so gering sind, ist es schwierig, die lange Geschichte des Feldes zu untersuchen. Diese Geschichte ist jedoch wichtig, um die Zukunft unseres eigenen Planeten und anderer Planeten im Universum zu verstehen. Wir wissen, dass unser Planet seit langer Zeit einen starken magnetischen Schutz hat, weil er sein Oberflächenwasser und sein gekeimtes Leben bewahrt hat. Andernfalls hätte die kosmische Strahlung vor langer Zeit sowohl Leben als auch Wasser von der Oberfläche gesprengt. In diesem Szenario würde die Erde dem Mars sehr ähnlich sehen, wo das alte Magnetfeld zusammenbrach, als der Planet abkühlte und sein Kern sich nicht mehr drehte, so eine Aussage der Forscher.
Laut der neuen Studie hat die Erde seit 4,2 Milliarden Jahren einen magnetischen Kern. Aber bis vor 565 Millionen Jahren, lange bevor die Dinosaurier ankamen und kurz bevor bei der kambrischen Explosion ein komplexes Leben entstand, funktionierte dieser Magnetkern völlig anders. Zu diesem Zeitpunkt gab es keinen inneren Kern. Aber Magnesiumoxid, das sich während des gleichen riesigen Aufpralls, der den Erdmond erzeugte, im rein flüssigen Kern aufgelöst hatte, bewegte sich langsam aus dem Kern in den Mantel. Diese Bewegung von Magnesium erzeugte eine Bewegung im flüssigen Kern, die das frühe Magnetfeld der Erde erzeugte.
Als das Magnesiumoxid erschöpft war, brach das Feld fast zusammen, glauben Forscher. Aber der feste innere Kern bildete sich ungefähr zur gleichen Zeit und rettete Leben auf der Erde.
Konventionelle Erkenntnisse besagten, dass das vom alten Magnesiumoxidmagneten erzeugte Feld viel schwächer war als das, das wir jetzt haben. Die Untersuchung dieser alten Zirkonkristalle, die sich gebildet haben, als das alte Magnetfeld noch den Planeten durchdrang, zeigt jedoch, dass dies falsch war.
"Diese Forschung sagt etwas über die Entstehung eines bewohnbaren Planeten aus", sagte John Tarduno, Erdwissenschaftler an der Universität von Rochester und Autor des neuen Papiers, in der Erklärung. "Eine der Fragen, die wir beantworten möchten, ist, warum sich die Erde so entwickelt hat, und dies gibt uns noch mehr Beweise dafür, dass die magnetische Abschirmung sehr früh auf dem Planeten aufgezeichnet wurde."
