研究人员测量了在南非卡普瓦尔克拉通(Kaapvaal craton)所发现的一些特定岩石的磁场强度,普瓦尔克拉通地区的地质可以追溯到30多亿年前。然而,仅仅找到古老的岩石是远远不够的。据这项新研究的合著者、罗彻斯特大学的研究者约翰·塔都诺(John Tarduno)说:“寻找岩石的过程适合用‘金发姑娘理论’(Goldilocks theory,形容不冷不热,恰到好处的一种状态。)来形容。”岩石在形成时,其里面的铁矿物记录下了地球磁场的强度与方向,但是如果岩石在后来的地质过程中被加热,它上面的这些信息也可能会丢失或者被改写。塔都诺说:“我们必需找到一种刚好具有足够的铁来记录磁场特征的岩石,但是铁含量又不能太高,如果铁含量过高,表明它曾经受到过后来化学变化的影响。”南非的绿岩带(Greenstone Belt)刚好有这种岩石:其中的石英晶体不到两毫米长,根植于石英晶体中含铁磁铁矿为纳米级大小。塔都诺说:“石英起到了完美的‘太空舱’的作用,它没有受到后来事件的影响,但它里面包含有那些我们需要研究的铁。”
塔都诺跟他的同事在2007年就已经研究过类似的岩石,并且发现形成于32亿年前的那种岩石具有的磁场强度为现今地球磁场强度的一半。塔都诺表示,使用一种专门设计的磁力计以及改进后的实验技术,研究团队在具有34.5亿年历史的岩石中检测到了磁场信号,这个磁场的强度处于现今地球磁场强度的50%到70%之间。塔都诺说:“当我们思索生命的起源时,有两条线索需要追踪,一条线索是水,但是同时必需要有一个磁场(另一条线索),因为磁场可以保护大气免受侵蚀以及水被完全蒸发。”他补充说,今天的火星可能是干燥的,因为火星在早期的时候失去了它的磁场。
为了确定这种早期磁场是否足以能够阻挡住太阳的辐射雨(rain ofradiation),研究团队必须要知道那个时期太阳的状况。天文学家通过对年轻的、类似太阳的恒星的观察值来推断当时地球所要面临的太阳风强度。专家表示,年轻的太阳可能比今天的太阳旋转速度要快,这种快速的旋转为一个强大的磁场提供了动力,这个磁场使太阳大气加热,激起了大量带电粒子组成的太阳风的活动。研究团队计算出,地球磁场抵消太阳风的临界点距地球中心的距离大约仅为5个地球半径,不到现今10.7个地球半径的一半。34.5亿年前从太阳定期地抵达地球的辐射量,与现今最活跃的太阳风暴(solar storm)袭击地球时的能力相当。由太阳风与地球磁场相互作用产生的北极光(auroraborealis),在当时能够在距现今的纽约市相当的纬度位置内观察到。
苏格兰圣安德鲁斯大学(University of St. Andrews)天文学家莫伊拉·贾丁(Moira Jardine)表示,这项研究“能够用于指导我们寻找其它有生命的行星。”天文学家以后可能将更多地关注从那些更年长的、不太活跃的星体,或者寻找那些具有自己磁场的行星。迄今为止,尽管人们还没有找到具有磁场的太阳系外行星(extrasolar planet),贾丁和塔都诺仍然持很乐观,塔都诺说:“磁场正是是我们需要考虑的另外一个参数。”(搜狐IT)
|