Vor fünfhundertfünfundsechzig Millionen Jahren verschwand das Erdmagnetfeld fast vollständig.
Aber ein geologisches Phänomen könnte es gerettet haben, so eine neue Studie. Der damals flüssige Kern der Erde begann sich wahrscheinlich zu dieser Zeit zu verfestigen, was das Feld stärkte, berichtete die Gruppe gestern (28. Januar) in der Zeitschrift Nature Geoscience. Dies ist wichtig, weil das Magnetfeld unseren Planeten und seine Bewohner vor schädlicher Strahlung und Sonnenwinden schützt - Ströme von Plasmapartikeln, die uns von der Sonne weggeworfen werden.
Wissenschaftler fanden heraus, wie der Kern unseres Planeten damals war, indem sie Kristalle von der Größe von Sandkörnern betrachteten.
Sie nahmen Proben von Plagioklas und Clinopyroxen - Mineralien, die vor 565 Millionen Jahren gebildet wurden - im heutigen Osten von Quebec, Kanada, auf. Diese Proben enthalten winzige Magnetnadeln mit einer Größe von etwa 50 bis 100 Nanometern, die sich in geschmolzenem Gestein zu diesem Zeitpunkt in Richtung des Magnetfelds orientieren.
"Diese winzigen Magnetpartikel sind ideale Magnetrekorder", sagte Co-Autor John Tarduno, Vorsitzender der Abteilung für Erd- und Umweltwissenschaften und Professor an der Universität von Rochester in New York. "Wenn sie abkühlen, speichern sie eine Aufzeichnung des Erdmagnetfelds, die Milliarden von Jahren lang aufrechterhalten wird."
Durch Einkleben der Kristalle in ein Magnetometer konnten die Forscher feststellen, dass die Ladung der Partikel sehr gering war. Vor 565 Millionen Jahren war das Erdmagnetfeld mehr als zehnmal schwächer als heute - das schwächste, das jemals dokumentiert wurde.
Ferner zeigten die Messungen, dass die Häufigkeit von Nord- und Südpolumkehrungen sehr hoch war. All dies deutet darauf hin "Das Feld war äußerst ungewöhnlich ", sagte Tarduno gegenüber Live Science." Wir befanden uns an diesem kritischen Punkt, an dem der Dynamo fast vollständig zusammenbrach. "(Der Geodynamo ist der Prozess, der das Magnetfeld aufrechterhält und vergrößert.)
Aber dann bekam der Geodynamo wieder einen Kickstart - vom Kern unseres Planeten.
In den frühen Jahren der Erde war der Kern vollständig flüssig. Aber irgendwann - Schätzungen reichen von 2,5 bis 500 Millionen Jahren - begann Eisen in der Mitte des Planeten abzukühlen und zu einer festen Schicht zu gefrieren. Als sich der innere Kern verfestigte, wurden leichtere Elemente wie Silizium, Magnesium und Sauerstoff in die äußere, flüssige Schicht des Kerns ausgestoßen, wodurch eine Bewegung von Flüssigkeit und Wärme erzeugt wurde, die als Konvektion bezeichnet wird. Diese Bewegung von Flüssigkeit im äußeren Kern hielt geladene Teilchen in Bewegung und erzeugte einen elektrischen Strom, der wiederum ein Magnetfeld erzeugte.
Diese Konvektion treibt und hält das Magnetfeld auch heute noch aufrecht. Der innere Kern der Erde verfestigt sich weiter und wird dies für Milliarden von Jahren tun.
Die Forscher "präsentieren faszinierende paläomagnetische Messungen", die darauf hindeuten, dass vor 565 Millionen Jahren ein schwacher Geodynamo existierte, was bedeutete, dass der Kern vollständig flüssig war, schrieb Peter Driscoll, Erd- und Planetenwissenschaftler an der Carnegie Institution for Science in Washington, DC nicht Teil der Forschung, in einem Kommentar, der die Studie begleitete. Wenn ihre Theorie zutrifft, "könnte der innere Kern genau zum richtigen Zeitpunkt entstanden sein, um den Geodynamo wieder aufzuladen und den Magnetschild der Erde zu retten."
Kurz nach dieser Zeit ereignete sich die kambrische Explosion und komplexe Tiere tauchten auf dem Planeten auf. "Man kann spekulieren - und es gab einige Spekulationen -, dass ein schwächeres Magnetfeld eine Beziehung zu diesen evolutionären Ereignissen haben könnte", sagte Tarduno. Dies liegt daran, dass ein schwächeres Feld möglicherweise mehr Strahlung durchlässt, was zu DNA-Schäden und höheren Mutationsraten führen kann, was wiederum dazu führen könnte, dass sich mehr Arten entwickeln.
Aber das ist nur Spekulation, sagte Tarduno. Wenn das Erdmagnetfeld beispielsweise bei Ereignissen wie magnetischen Umkehrungen (bei denen der Nord- und Südpol kippen) etwas schwächer wird, gibt es keine Hinweise darauf, dass Arten betroffen sind, fügte er hinzu.
