Araştırmacılar Dünya’nın manyetik alanına dair tartışmasız en eski kanıtları buluyor

Oxford Üniversitesi ve MIT öncülüğünde yürütülen yeni bir çalışma, Dünya’nın manyetik alanının 3,7 milyar yıllık kaydını ortaya çıkardı ve bunun, bugün Dünya’yı çevreleyen alana oldukça benzer göründüğünü ortaya çıkardı. Bulgular şu adreste yayınlandı: Jeofizik Araştırma Dergisi.

Manyetik alanı olmasaydı, Dünya’daki yaşam mümkün olmazdı çünkü bu bizi zararlı kozmik radyasyondan ve güneşin yaydığı yüklü parçacıklardan (“güneş rüzgarı”) korur. Ancak şu ana kadar modern manyetik alanın ilk ne zaman kurulduğuna dair güvenilir bir tarih bulunamamıştır.

Araştırmada araştırmacılar, Grönland’ın Isua kentinde bulunan demir içeren eski bir kaya dizisini incelediler. Demir parçacıkları, kristalleşme süreci onları yerlerine kilitlediğinde hem manyetik alan gücünü hem de yönünü kaydedebilen küçük mıknatıslar gibi etkili bir şekilde hareket eder. Araştırmacılar, 3,7 milyar yıl öncesine ait kayaların, modern manyetik alanla (30 mikrotesla) karşılaştırılabilecek en az 15 mikroteslalık bir manyetik alan kuvveti yakaladığını buldu.

Bu sonuçlar, tek tek kristallerin kullanıldığı önceki çalışmalara göre daha doğru ve güvenilir bir değerlendirme sağlayan, bütün kaya örneklerinden elde edilen, Dünya’nın manyetik alanının gücüne ilişkin en eski tahmini sağlar.

Baş araştırmacı Profesör Claire Nichols (Oxford Üniversitesi, Yer Bilimleri Bölümü) şunları söyledi: “Bu kadar eski kayalardan güvenilir kayıtlar çıkarmak son derece zorlu ve bu örnekleri laboratuvarda analiz ettiğimizde birincil manyetik sinyallerin ortaya çıkmaya başladığını görmek gerçekten heyecan vericiydi. Bu, Dünya’da yaşamın ilk ortaya çıktığı dönemde antik manyetik alanın rolünü belirlemeye çalışırken ileriye doğru atılmış gerçekten önemli bir adım.”

Manyetik alan kuvveti nispeten sabit kalmış gibi görünse de, güneş rüzgarının geçmişte önemli ölçüde daha güçlü olduğu biliniyor. Bu, Dünya yüzeyinin güneş rüzgârından korunmasının zamanla arttığını, bunun da yaşamın kıtalara doğru ilerlemesine ve okyanusların korumasını bırakmasına olanak vermiş olabileceğini gösteriyor.

Dünyanın manyetik alanı, sıvı dış çekirdekteki erimiş demirin, iç çekirdek katılaşırken kaldırma kuvveti tarafından tahrik edilen ve bir dinamo oluşturan karışımıyla üretilir. Dünya’nın erken oluşumu sırasında, katı iç çekirdek henüz oluşmamıştı ve bu da erken manyetik alanın nasıl sürdürüldüğüne dair açık soruları bıraktı.

Bu yeni sonuçlar, Dünya’nın ilk dinamosunu harekete geçiren mekanizmanın, bugün Dünya’nın manyetik alanını oluşturan katılaşma sürecine benzer şekilde etkili olduğunu gösteriyor.

Dünyanın manyetik alan gücünün zaman içinde nasıl değiştiğini anlamak, aynı zamanda Dünya’nın iç katı çekirdeğinin ne zaman oluşmaya başladığını belirlemek için de anahtardır. Bu, levha tektoniği gibi süreçleri anlamanın anahtarı olan, ısının Dünya’nın derin iç kısımlarından ne kadar hızlı kaçtığını anlamamıza yardımcı olacaktır.

Dünyanın manyetik alanını geçmişteki kadar geriye doğru yeniden yapılandırmanın önemli bir zorluğu, kayayı ısıtan herhangi bir olayın korunmuş sinyalleri değiştirebilmesidir. Yer kabuğundaki kayalar genellikle daha önceki manyetik alan bilgilerini silen uzun ve karmaşık jeolojik geçmişe sahiptir.

Bununla birlikte, Isua Supracrustal Belt, onu yoğun tektonik aktiviteden ve deformasyondan koruyan kalın kıtasal kabuğun üzerinde yer alan benzersiz bir jeolojiye sahiptir. Bu, araştırmacıların 3,7 milyar yıl önce manyetik alanın varlığını destekleyen net bir kanıt bütünü oluşturmasına olanak sağladı.

Sonuçlar ayrıca, manyetik alanımızın, bildiğimiz şekliyle Dünya atmosferinin, özellikle de gazların atmosferik kaçışıyla ilgili gelişimini şekillendirmedeki rolüne ilişkin yeni bilgiler sağlayabilir.

Şu anda açıklanamayan bir olay, 2,5 milyar yıldan fazla bir süre önce atmosferimizdeki reaktif olmayan gaz ksenonunun kaybıdır. Ksenon nispeten ağırdır ve bu nedenle atmosferimizden sürüklenmesi pek mümkün değildir. Son zamanlarda bilim adamları, yüklü ksenon parçacıklarının manyetik alan tarafından atmosferden uzaklaştırılma olasılığını araştırmaya başladılar.

Gelecekte araştırmacılar, Kanada, Avustralya ve Güney Afrika’daki diğer antik kaya dizilerini inceleyerek, yaklaşık 2,5 milyar yıl önce Dünya atmosferinde oksijenin yükselmesinden önce, Dünya’nın manyetik alanı hakkındaki bilgimizi genişletmeyi umuyorlar.

Dünya’nın manyetik alanının antik gücünü ve değişkenliğini daha iyi anlamak, gezegensel manyetik alanların gezegen yüzeyinde yaşamı barındırmak için kritik olup olmadığını ve bunların atmosferik evrimdeki rolünü belirlememize yardımcı olacaktır.