没有它的磁场，地球上的生命就不可能存在，因为它可以保护我们免受有害的宇宙辐射和太阳发出的带电粒子（“太阳风”）的影响。但到目前为止，现代磁场首次建立的时间还没有可靠的日期。

在这项新研究中，研究人员检查了来自格陵兰岛伊苏阿的古老含铁岩石序列。铁颗粒有效地充当微小的磁铁，当结晶过程将它们锁定到位时，可以记录磁场强度和方向。研究人员发现，可追溯到37亿年前的岩石捕获了至少15微特斯拉的磁场强度，与现代磁场（30微特斯拉）相当。

这些结果提供了从整个岩石样本中得出的地球磁场强度的最古老的估计，与以前使用单个晶体的研究相比，这些结果提供了更准确和可靠的评估。

首席研究员克莱尔·尼科尔斯（Claire Nichols）教授（牛津大学地球科学系）说：“从如此古老的岩石中提取可靠的记录是极具挑战性的，当我们在实验室分析这些样本时，看到初级磁信号开始出现真的很令人兴奋。这是向前迈出的非常重要的一步，因为我们试图确定地球上生命首次出现时古代磁场的作用。

虽然磁场强度似乎保持相对恒定，但众所周知，过去的太阳风明显更强。这表明，随着时间的推移，地球表面对太阳风的保护有所增加，这可能使生命能够迁移到大陆上并离开海洋的保护。

地球磁场是由流体外核中的铁水混合产生的，在内核凝固时由浮力驱动，从而产生发电机。在地球早期形成期间，固体内核尚未形成，留下了关于早期磁场如何维持的悬而未决的问题。这些新结果表明，驱动地球早期发电机的机制与今天产生地球磁场的凝固过程同样有效。

了解地球的磁场强度如何随时间变化也是确定地球内部固体核心何时开始形成的关键。这将有助于我们了解热量从地球深处逸出的速度，这是理解板块构造等过程的关键。

重建地球磁场的一个重大挑战是，任何加热岩石的事件都会改变保存下来的信号。地壳中的岩石通常具有漫长而复杂的地质历史，这些历史抹去了以前的磁场信息。然而，伊苏阿地壳上带具有独特的地质，位于厚厚的大陆地壳之上，保护它免受广泛的构造活动和变形的影响。这使研究人员能够建立明确的证据，支持37亿年前磁场的存在。

该研究的合著者Benjamin Weiss教授（麻省理工学院）说：“伊苏亚北部拥有地球上已知最古老的保存完好的岩石。自37亿年前以来，它们不仅没有明显加热，而且还被格陵兰冰盖刮得干干净净。

这些结果也可能为我们的磁场在塑造我们所知道的地球大气层发展中的作用提供新的见解，特别是在大气中气体逸出方面。一个目前无法解释的现象是25亿年前大气中不反应的气体氙气的流失。氙气相对较重，因此不太可能简单地从我们的大气层中飘出。最近，科学家们开始研究带电氙粒子被磁场从大气中移除的可能性。

未来，研究人员希望通过研究加拿大、澳大利亚和南非的其他古代岩石序列，扩大我们对大约 25 亿年前地球大气中氧气上升之前地球磁场的了解。更好地了解地球磁场的古老强度和可变性将有助于我们确定行星磁场是否对行星表面的生命及其在大气演化中的作用至关重要。

原文链接：https://www.ox.ac.uk/news/2024-04-24-researchers-find-oldest-undisputed-evidence-earth-s-magnetic-field