Ученые Института физики Земли имени Шмидта РАН (Москва), Геофизической обсерватории «Борок» ИФЗ РАН и Института земной коры Сибирского отделения РАН в Иркутске изучили пробы горных пород долеритов Куонамской магматической провинции (КМП), сформировавшейся около полутора миллиардов лет назад. КМП — это обширная геологическая структура в северной части Сибирской платформы. Изыскания проводились в районе рек Котуй и Большая Куонамка (в нижнем течении Анабар) на границе Красноярского края и Якутии.
К настоящему времени вулканические образования на Анабарском плато практически полностью стерты с лица Земли эрозией, однако в местах древних извержений остались закристаллизовавшиеся в толще пород и не вышедшие на поверхность магматические тела.
Выбор региона был обусловлен сохранением остаточной намагниченности магматических пород. Это можно сравнить с памятью о силе и направлении магнитного поля в момент формирования пород. Это происходит в тот момент, когда температура минералов снижается до так называемой точки Кюри. Пройдя эту точку, содержащая ферромагнетики порода приобретает способность намагничиваться.
Авторы собрали образцы пород в 11 точках на территории КМП и экспериментально оценили силу магнетизма Земли в эпоху протерозоя. Его напряженность варьировалась в границах 4,7–17,6 мкТл. В настоящее время средняя сила магнитного поля на экваторе равна 31 мкТл, на широте 50° может достигать 50 мкТл. Место изысканий находится в районе 70-й параллели, всего в 1,5 тысячах километров от Северного магнитного полюса, и там напряженность магнитного поля может быть еще выше.
Исследователи обнаружили, что в протерозое достаточно часто и без прослеживаемой периодичности магнитное поле усиливалось до сегодняшних значений. Подобное «переключение» свидетельствует о переходном периоде в эволюции глубинных недр Земли.
В условиях отсутствия твердого внутреннего ядра генерация поля оставалась нестабильной. Это говорит в пользу гипотезы, согласно которой кристаллическое внутреннее ядро сформировалось достаточно поздно, примерно 550-650 миллионов лет назад, что совпало с эдиакарием — периодом, в котором кончилось глобальное оледенение и был подготовлен кембрийский эволюционный взрыв. Стабилизация магнитного поля поставила надежный заслон солнечной и космической радиации, обеспечить относительную устойчивость биосферы и способствовала постепенному накоплению кислорода в атмосфере.
Полученные авторами результаты опровергают модели, согласно которым внутреннее ядро Земли сформировалось еще в архее от 3,5 до 1,8 миллиардов лет назад.
К сожалению, суть экспериментов по оценке древней напряженности магнитного поля Земли такова, что они требуют очень много технических и организационных усилий, и притом шанс получить надежный результат очень невысок
Авторы планируют продолжить изыскания в разных районах, содержащих выходы древних магматических пород на поверхность Земли.
Ранее ученые предположили, что ядро Марса сохранилось в жидком состоянии, что привело к потере магнитного поля и исчезновению жизни на Красной планете.
