Pesquisadores encontram evidências indiscutíveis mais antigas do campo magnético da Terra

Um exemplo de formação ferrífera em faixas de 3,7 bilhões de anos encontrada na parte nordeste do Cinturão Supracrustal de Isua. Crédito:Claire Nichols.

Um novo estudo, liderado pela Universidade de Oxford e pelo MIT, recuperou um registo do campo magnético da Terra com 3,7 mil milhões de anos e descobriu que este parece notavelmente semelhante ao campo que rodeia a Terra hoje. As descobertas foram publicadas no Journal of Geophysical Research .

Sem o seu campo magnético, a vida na Terra não seria possível, uma vez que este nos protege da radiação cósmica prejudicial e das partículas carregadas emitidas pelo Sol (o “vento solar”). Mas até agora não houve uma data confiável sobre quando o campo magnético moderno foi estabelecido pela primeira vez.

No estudo, os pesquisadores examinaram uma antiga sequência de rochas contendo ferro de Isua, na Groenlândia. As partículas de ferro atuam efetivamente como pequenos ímãs que podem registrar a força e a direção do campo magnético quando o processo de cristalização as fixa no lugar. Os investigadores descobriram que rochas datadas de 3,7 mil milhões de anos atrás capturaram uma intensidade de campo magnético de pelo menos 15 microtesla comparável ao campo magnético moderno (30 microtesla).

Estes resultados fornecem a estimativa mais antiga da força do campo magnético da Terra derivada de amostras de rochas inteiras, que fornecem uma avaliação mais precisa e confiável do que estudos anteriores que usaram cristais individuais.

A pesquisadora principal, Professora Claire Nichols (Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Oxford), disse:"Extrair registros confiáveis de rochas tão antigas é extremamente desafiador, e foi realmente emocionante ver sinais magnéticos primários começarem a surgir quando analisamos essas amostras no laboratório Este é um passo realmente importante à medida que tentamos determinar o papel do antigo campo magnético quando a vida na Terra surgiu pela primeira vez."

Embora a intensidade do campo magnético pareça ter permanecido relativamente constante, sabe-se que o vento solar foi significativamente mais forte no passado. Isto sugere que a proteção da superfície da Terra contra o vento solar aumentou ao longo do tempo, o que pode ter permitido que a vida se deslocasse para os continentes e saísse da proteção dos oceanos.

Amostras foram extraídas ao longo de transectos para comparar a diferença entre intrusões ígneas de 3,5 bilhões de anos e a rocha circundante que os pesquisadores mostraram conter um registro do campo magnético de 3,7 bilhões de anos. Crédito:Claire Nichols.

O campo magnético da Terra é gerado pela mistura do ferro fundido no núcleo externo fluido, impulsionado por forças de empuxo à medida que o núcleo interno se solidifica, o que cria um dínamo. Durante a formação inicial da Terra, o núcleo interno sólido ainda não havia se formado, deixando questões em aberto sobre como o campo magnético inicial era sustentado.

Estes novos resultados sugerem que o mecanismo que impulsionava o dínamo inicial da Terra era igualmente eficiente ao processo de solidificação que gera hoje o campo magnético da Terra.

Compreender como a intensidade do campo magnético da Terra variou ao longo do tempo também é fundamental para determinar quando o núcleo sólido interno da Terra começou a se formar. Isto irá ajudar-nos a compreender a rapidez com que o calor está a escapar do interior profundo da Terra, o que é fundamental para a compreensão de processos como as placas tectónicas.

A coautora do estudo, Athena Eyster, em frente a uma grande exposição de formação ferrífera em faixas, o depósito rico em ferro do qual foram extraídos antigos sinais de campo magnético. Crédito:Claire Nichols.

Um desafio significativo na reconstrução do campo magnético da Terra até agora é que qualquer evento que aqueça a rocha pode alterar os sinais preservados. As rochas na crosta terrestre costumam ter histórias geológicas longas e complexas que apagam informações anteriores do campo magnético.

No entanto, o Cinturão Supracrustal de Isua tem uma geologia única, assentada no topo de uma espessa crosta continental que o protege de extensa atividade tectônica e deformação. Isto permitiu aos investigadores construir um conjunto claro de evidências que apoiam a existência do campo magnético há 3,7 mil milhões de anos.

Os resultados também podem fornecer novos insights sobre o papel do nosso campo magnético na formação do desenvolvimento da atmosfera da Terra como a conhecemos, particularmente no que diz respeito ao escape atmosférico de gases.

Um fenómeno atualmente inexplicável é a perda do gás não reativo xénon da nossa atmosfera há mais de 2,5 mil milhões de anos. O xénon é relativamente pesado e, portanto, é pouco provável que tenha simplesmente saído da nossa atmosfera. Recentemente, os cientistas começaram a investigar a possibilidade de partículas carregadas de xenônio terem sido removidas da atmosfera pelo campo magnético.

No futuro, os investigadores esperam expandir o nosso conhecimento do campo magnético da Terra antes do aumento do oxigénio na atmosfera terrestre há cerca de 2,5 mil milhões de anos, examinando outras sequências de rochas antigas no Canadá, Austrália e África do Sul.

Uma melhor compreensão da antiga força e variabilidade do campo magnético da Terra ajudar-nos-á a determinar se os campos magnéticos planetários são críticos para acolher a vida numa superfície planetária e o seu papel na evolução atmosférica.

Mais informações: Possíveis registros Eoarqueanos do campo geomagnético preservado no Cinturão Supracrustal de Isua, sudoeste da Groenlândia, Journal of Geophysical Research Solid Earth (2024). DOI:10.1029/2023JB027706
Fornecido pela Universidade de Oxford

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