Изучаемые метеориты представляют собой части родительского астероида, изначально прилетевшего из главного пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером. Эти астероиды — остаточные фрагменты планеты, которой не удалось сформироваться. Магнитные записи в них заключают сигналы о точных моментах, когда богатое железом ядро превратилось в астероид и замерзло, уничтожив магнитное поле.
Новая картина отвердевания металлического ядра и формирования из него астероида содержит сведения о магнитном поле и богатого железом ядра нашей планеты.
"Эти знания отчасти изменили идеи об эволюции ядра Земли. – комментирует ведущий автор исследования доктор Ричард Харрисон (Richard Harrison) из Кембриджского университета. – Мы считаем, что магнитное поле Земли связано с отвердеванием ядра. Твёрдое внутреннее ядро Земли, возможно, начало формироваться в очень интересное время с точки зрения эволюции жизни на Земле. Изучение астероида позволяет нам увидеть этот процесс словно в ускоренной перемотке. Мы можем увидеть в магнитных подписях начало основного отвердевания и его конец и понять, как эти процессы будут работать на Земле".
Метеориты, изучаемые командой, упали на Землю на территории Аргентины. Космические глыбы состоят из ювелирного качества кристаллов, закованных в железо и никель. Крошечные частицы, размером меньше, чем одна тысячная ширины человеческого волоса, заключённые в металле, хранят магнитную подпись родительского астероида с момента его зарождения в ранней Солнечной системе.
"Мы изучаем древние измерения магнитного поля в нано-материалах с помощью самого высокого за всю историю разрешения, чтобы собрать воедино магнитную предысторию астероидов – это своего рода космическая археологическая экспедиция, – считает один из соавторов исследования доктор Джеймс Брайсон (James Bryson). – Так как астероиды значительно меньше Земли, они и охлаждаются гораздо быстрее, и все эти интересующие нас процессы происходят за более короткие сроки, что и позволяет нам изучить весь процесс отвердевания ядра".
Исследователи полагают, что магнитное поле Земли, скорее всего, исчезнет, когда ядро планеты полностью застынет — и Земля больше не будет защищена от смертоносного солнечного излучения. Однако Харрисон считает, что оснований для паники нет: полностью ядро не застынет ещё в течение нескольких миллиардов лет, так что, скорее всего, разрастающееся Солнце уничтожит нас первым.
Причина долгосрочной стабильности подписей на атомном уровне — это структуры частиц из железа и никеля, которые медленно нарастали на астероидном ядре и сохранились в метеоритах. Учёные попытались синтезировать те же железо-никелевые структуры в лаборатории, однако до сих пор эти опыты не увенчались успехом.
Но их уникальные магнитные свойства могут сравниться с редкоземельными магнитами — ключевым компонентом ветровых турбин и электрических автомобилей. Возможно, в будущем именно эти структуры и станут способом изготовления дешёвых и мощных магнитов без необходимости использования дефицитных редкоземельных материалов.
Научная статья была опубликована в журнале Nature.
