Tvärsnitt av jordens lager

Magnetfält räddade jorden från samma öde som drabbade Mars

För en halv miljard år sedan var jorden på väg att drabbas av samma öde som Mars. En ny studie av gamla mineraler visar vad som räddade vårt magnetfält.

För en halv miljard år sedan var jorden på väg att drabbas av samma öde som Mars. En ny studie av gamla mineraler visar vad som räddade vårt magnetfält.

Shutterstock

Drygt 5 000 kilometer under våra fötter virvlar flytande järn runt en fast kärna, som bildar jordens skyddande magnetfält.

Även om du inte kan se magnetfältet med blotta ögat, så behöver du bara titta på bilder av Mars yta för att få en idé om hur jorden skulle ha sett ut utan denna solvindssköld, som skyddar oss mot strålning.

För omkring 565 miljoner år sedan minskade magnetfältets styrka på jorden plötsligt med tio procent jämfört med i dag.

På något förunderligt sätt fick jorden ordning på magnetfältet igen, precis innan planeten exploderade med flercelligt liv.

Forskare från University of Rochester i USA har i en ny studie publicerad i Nature Communications påvisat att jorden återvann sitt starka magnetfält på bara ett par miljoner år.

Vid samma tidpunkt bildade jorden sin fasta inre kärna. Därför tror forskarna att kärnbildningen är den direkta orsaken till förnyelsen av magnetfältet.

Mars yta

Bild av västra kanten av Endeavour-kratern på Mars tagen av Nasas Mars Exploration Rover Opportunity. Jorden var nära att se likadan ut för 565 miljoner år sedan, när planetens magnetfält minskade i styrka. Som tur var återupprättades magnetfältet och liv kunde trivas.

© NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

Låsta kristaller avslöjar ålder

Jorden består av olika lager. Enkelt förklarat ligger skorpan ytterst på planeten, där allt liv befinner sig. Under oss ligger manteln, som är jordens tjockaste lager.

Därefter kommer den smälta yttre kärnan och till sist den inre fasta kärnan.

I en process kallad geodynamik virvlar flytande järn runt i den yttre kärnan, som orsakar elektriska strömmar, som i sin tur skapar jordens magnetfält.

Geologer har i många år försökt, men inte lyckats med att komma underfund med hur jordens magnetfält och kärna har förändrats, eftersom de inte har kunnat mäta magnetfältet.

Kärnans djupa placering och dess extrema temperaturer omöjliggör närmare undersökningar.

Som tur är innehåller de mineraler som stiger upp till jordens yta små magnetiska partiklar. I och med att de snabbt har kylts ned efter att ha haft flytande form är de fastlåsta i magnetfältets riktning och intensitet.

För att avgöra åldern och tillväxten i jordens inre använde forskarna en koldioxidlaser och en avancerad mätapparat som har ett lika avancerat namn – en supraledande kvantinterferensenhetsmagnetometer.

Med dem kunde de analysera en grupp aluminiumsilikatmineraler kallade fältspatkristaller. De hade hittat dem i stenar från en magnetisk djupbergart kallad anortosit.

Kristallerna är perfekta för att ta upp magnetism, eftersom de har små magnetiska nålar inuti.

Den viktiga inre kärnan

Eftersom magnetismen var fastlåst i kristallerna kunde forskarna se att jordens magnetfält för 550 miljoner år sedan började förnya sig efter att nästan ha gått förlorat 15 miljoner år tidigare.

Hastigheten bildade jordens solida kärna, som återuppladdade den yttre kärnan och återupprättade magnetfältets styrka.

jordens kärna magnetfält

En illustration av magnetfältets historia på jorden. Först en illustration av jorden utan någon inre kärna, med ett svagt magnetfält. Sedan en illustration av en inre kärna som börjar växa för omkring 550 miljoner år sedan. Till sist en illustration av jorden med en yttersta och innersta inre kärna för omkring 450 miljoner år sedan. Vid tiden för de sista två hade jorden återvunnit sitt starka magnetfält.

© University of Rochester illustration/Michael Osadciw

De nya mätningarna kan inte säga något om jordens historia eller framtid, men de kan tala om hur andra planeter kan bilda magnetiska sköldar för att skydda eventuellt liv mot strålning.

Forskarna tror att Mars exempelvis en gång hade blå hav och ett magnetfält som påminde om jordens. Men magnetfältet försvann och gjorde planeten sårbar för solvindar, som lämnade planetens yta torrlagd.

Studien visar därför nödvändigheten av en växande inre kärna, som kan upprätthålla en planets magnetfält, för att liv ska kunna trivas.