地球的保护磁场是由地球外核中旋转的液态铁产生的，它是看不见的，但对地球表面的生命至关重要。它保护地球免受太阳风的影响。然而，大约 10 亿年前，磁场强度下降到现在的 565%。就在地球上多细胞生命的寒武纪爆发之前，磁场意外地反弹并恢复了强度。
是什么导致磁场反弹？
科学家们的新研究 罗切斯特大学 表明，按照地质标准，这种复兴发生得很快——在几千万年内——并且与地球固体内核的形成同时发生，这表明地核可能是直接原因。
罗切斯特大学地球与环境科学系地球物理学教授兼艺术、科学与工程研究主任约翰·塔尔杜诺 (John Tarduno)、小威廉·R·凯南 (William R. Kenan, Jr.) 表示： “内核非常重要。就在内核开始生长之前，磁场处于崩溃的边缘，但一旦内核开始生长，磁场就会重新生成。”
科学家们确定了内核历史中的几个关键日期，提供了线索 地球的历史 以及未来的演化，它如何成为宜居行星，以及太阳系其他行星的演化。
由于磁场和地核之间的关系，科学家们一直试图确定几十年来地球磁场和地核在地球历史上是如何变化的。由于核心材料的位置和极高的温度，它们无法直接检测磁场。幸运的是，当矿物从熔融状态冷却时，矿物中的小磁性颗粒会锁定磁场的强度和方向。
使用 CO2 激光器和实验室的超导量子干涉装置 (SQUID) 磁力计，科学家们确定了 内核的年龄和生长。这些晶体中的微小磁针是完美的磁记录器。
科学家研究了这些古老晶体中的磁性，以确定内核历史上的两个新的重要日期：
550亿年前： 磁场开始快速更新 在那之前的 15 万年前，它几乎崩溃了。科学家认为，固体内核的形成重新填充了熔融的外核并增强了磁场，这就是磁场快速更新的原因。
450亿年前：不断生长的内核结构发生变化的时期，标志着最内层内核和最外层内核之间的边界。由于地表的板块构造，内核的这些变化与其上方的地幔结构的变化同时发生。
约翰·A·塔杜诺 (John A. Tarduno)、小威廉·R·凯南 (William R. Kenan, Jr.)，教授；地球物理学教授、研究、艺术、科学与工程学院院长说， “因为我们更准确地限制了内核的年龄，所以我们可以探索当今内核由两部分组成的事实。地球表面的板块构造运动间接影响了内核，这些运动的历史在地球深处留下了深刻的印记。内核结构设立的区域办事处外，我们在美国也开设了办事处，以便我们为当地客户提供更多的支持。“
了解内核的动力学和生长可以为其他行星可能形成磁屏蔽并维持孕育生命所需的条件提供重要线索。
塔尔杜诺 说过, “在行星演化中，研究强调了磁屏蔽和维持它的机制的重要性。”
“这项研究强调需要有一个不断增长的内核之类的东西，在行星的整个生命周期（数十亿年）内维持磁场。”
杂志参考：
- Zhou, T.、Tarduno, JA、Nimmo, F. 等人。早寒武世地球发电机的更新和内核结构的起源。 Nat Commun 13, 4161 (2022)。 DOI： 10.1038/s41467-022-31677-7
