För femhundra sextiofem miljoner år sedan försvann jordens magnetfält nästan.
Men ett geologiskt fenomen kan ha räddat det, antyder en ny studie. Jordens då-flytande kärna började troligen stelna runt den tiden, vilket förstärkte fältet, rapporterade gruppen igår (28 jan) i tidskriften Nature Geoscience. Detta är viktigt eftersom magnetfältet skyddar vår planet och dess invånare från skadlig strålning och solvindar - strömmar av plasmapartiklar som kastas vägen för solen.
Forskare räknade ut hur vår planets kärna var då då man tittade på kristaller på storleken på sandkorn.
De plockade upp prover av plagioklas och clinopyroxen - mineraler som bildades för 565 miljoner år sedan - i det som nu är östra Quebec, Kanada. Dessa prover innehåller små magnetiska nålar med en storlek på 50 till 100 nanometer, som i smält berg orienterar sig i magnetfältets riktning vid den tiden.
"De små magnetiska partiklarna är perfekta magnetiska inspelare," sa medförfattaren John Tarduno, ordförande för avdelningen för jord- och miljövetenskap och professor vid University of Rochester i New York. "När de svalnar, låser de in en post av jordens magnetfält som underhålls i miljarder år."
Genom att fästa kristallerna i en magnetometer kunde forskarna räkna ut att partiklarnas laddning var mycket låg. För 565 miljoner år sedan var jordens magnetfält faktiskt över tio gånger svagare än vad det är idag - det svagaste som någonsin har dokumenterats.
Vidare visade mätningarna att frekvensen för nord- och sydpolåterföringar var mycket hög. Allt detta antyder det "fältet var oerhört ovanligt, "berättade Tarduno till Live Science." Vi var på denna kritiska punkt där dynamo nästan kollapsade helt. "(Geodynamo är processen som underhåller och växer magnetfältet.)
Men sedan fick geodynamot en kickstart ännu en gång - från själva planeten.
I jordens första år var kärnan allt flytande. Men vid någon tidpunkt - gissningar mellan 2,5 miljarder år och 500 miljoner år sedan - började järn svalna och frysa till ett fast skikt mitt på planeten. När den inre kärnan stelnade, lättare element som kisel, magnesium och syre kastades ut i det yttre, flytande lagret av kärnan, vilket skapade en rörelse av vätska och värme som kallas konvektion. Denna rörelse av vätska i den yttre kärnan höll laddade partiklar i rörelse, vilket skapade en elektrisk ström, vilket i sin tur skapade ett magnetfält.
Denna konvektion driver och underhåller magnetfältet även idag. Jordens inre kärna fortsätter att stelna och kommer att göra det i miljarder år framöver.
Forskarna "presenterar spännande paleomagnetiska mätningar" som antyder att en svag geodynamo fanns för 565 miljoner år sedan, vilket innebar att kärnan var helt flytande, skrev Peter Driscoll, en jord- och planetforskare vid Carnegie Institution for Science i Washington, DC, som var inte en del av forskningen, i en kommentar som åtföljde studien. Om deras teori stämmer, "kan den inre kärnan ha inträffat i tidens smek för att ladda geodynamot och rädda jordens magnetiska sköld."
Strax efter denna tid inträffade den kambriska explosionen och komplexa djur dök upp över planeten. "Man kan spekulera - och det har funnits några spekulationer - att ett svagare magnetfält kan ha en viss relation till dessa evolutionära händelser," sade Tarduno. Det beror på att ett svagare fält kan tillåta mer strålning att komma igenom, vilket kan orsaka DNA-skador och högre mutationsgrader, vilket i sin tur kan leda till att fler arter utvecklas.
Men detta är bara spekulationer, sade Tarduno. När jordens magnetfält försvagas lite under händelser som magnetiska reverseringar (där norr- och sydpolen vänder), till exempel, finns det inga bevis för att arter påverkas, tillade han.
