Une nouvelle étude, menée par l'Université d'Oxford et le MIT, a récupéré un enregistrement du champ magnétique terrestre vieux de 3,7 milliards d'années et a révélé qu'il semble remarquablement similaire au champ entourant la Terre aujourd'hui. Les résultats ont été publiés dans le Journal of Geophysical Research.
Sans son champ magnétique, la vie sur Terre ne serait pas possible puisque celui-ci nous protège du rayonnement cosmique nocif et des particules chargées émises par le soleil (le « vent solaire »). Mais jusqu’à présent, il n’existe aucune date fiable quant à la première création du champ magnétique moderne.
Dans l’étude, les chercheurs ont examiné une ancienne séquence de roches contenant du fer provenant d’Isua, au Groenland. Les particules de fer agissent efficacement comme de minuscules aimants capables d’enregistrer à la fois l’intensité et la direction du champ magnétique lorsque le processus de cristallisation les verrouille en place. Les chercheurs ont découvert que des roches datant d’il y a 3,7 milliards d’années captaient une intensité de champ magnétique d’au moins 15 microtesla comparable au champ magnétique moderne (30 microtesla).
Ces résultats fournissent l'estimation la plus ancienne de la force du champ magnétique terrestre dérivée d'échantillons de roches entières, qui fournissent une évaluation plus précise et plus fiable que les études précédentes utilisant des cristaux individuels.
La chercheuse principale, la professeure Claire Nichols (Département des sciences de la Terre, Université d'Oxford) a déclaré : « Extraire des enregistrements fiables de roches aussi anciennes est extrêmement difficile, et c'était vraiment excitant de voir des signaux magnétiques primaires commencer à émerger lorsque nous avons analysé ces échantillons en laboratoire. " Il s'agit d'un pas en avant très important alors que nous essayons de déterminer le rôle de l'ancien champ magnétique lors de l'émergence de la vie sur Terre. "
Même si l’intensité du champ magnétique semble être restée relativement constante, on sait que le vent solaire a été nettement plus fort dans le passé. Cela suggère que la protection de la surface de la Terre contre le vent solaire a augmenté au fil du temps, ce qui pourrait avoir permis à la vie de se déplacer sur les continents et de quitter la protection des océans.
Le champ magnétique terrestre est généré par le mélange du fer en fusion dans le noyau externe fluide, entraîné par les forces de flottabilité à mesure que le noyau interne se solidifie, ce qui crée une dynamo. Au début de la formation de la Terre, le noyau interne solide ne s'était pas encore formé, laissant des questions ouvertes sur la façon dont le champ magnétique primitif était maintenu.
Ces nouveaux résultats suggèrent que le mécanisme à l’origine de la première dynamo terrestre était tout aussi efficace que le processus de solidification qui génère aujourd’hui le champ magnétique terrestre.
Comprendre comment l'intensité du champ magnétique terrestre a varié au fil du temps est également essentiel pour déterminer quand le noyau solide interne de la Terre a commencé à se former. Cela nous aidera à comprendre la rapidité avec laquelle la chaleur s'échappe des profondeurs de la Terre, ce qui est essentiel pour comprendre des processus tels que la tectonique des plaques.
Un défi important dans la reconstruction du champ magnétique terrestre à une époque aussi lointaine est que tout événement qui chauffe la roche peut altérer les signaux préservés. Les roches de la croûte terrestre ont souvent des histoires géologiques longues et complexes qui effacent les informations antérieures sur le champ magnétique.
Cependant, la ceinture supracrustale d'Isua a une géologie unique, reposant sur une épaisse croûte continentale qui la protège d'une activité tectonique et d'une déformation étendues. Cela a permis aux chercheurs de constituer un ensemble de preuves claires soutenant l’existence du champ magnétique il y a 3,7 milliards d’années.
Les résultats pourraient également fournir de nouvelles informations sur le rôle de notre champ magnétique dans le développement de l'atmosphère terrestre telle que nous la connaissons, en particulier en ce qui concerne l'échappement des gaz atmosphériques.
Un phénomène actuellement inexpliqué est la perte du xénon, un gaz non réactif, présent dans notre atmosphère il y a plus de 2,5 milliards d'années. Le xénon est relativement lourd et il est donc peu probable qu'il ait simplement dérivé hors de notre atmosphère. Récemment, des scientifiques ont commencé à étudier la possibilité que les particules chargées de xénon aient été éliminées de l'atmosphère par le champ magnétique.
À l'avenir, les chercheurs espèrent élargir nos connaissances sur le champ magnétique terrestre avant la montée de l'oxygène dans l'atmosphère terrestre il y a environ 2,5 milliards d'années en examinant d'autres séquences de roches anciennes au Canada, en Australie et en Afrique du Sud.
Une meilleure compréhension de l'ancienne force et de la variabilité du champ magnétique terrestre nous aidera à déterminer si les champs magnétiques planétaires sont essentiels à l'hébergement de la vie sur une surface planétaire et à déterminer leur rôle dans l'évolution atmosphérique.
Plus d'informations : Enregistrements éoarchéens possibles du champ géomagnétique préservé dans la ceinture supracrustale d'Isua, sud-ouest du Groenland, Journal of Geophysical Research Solid Earth (2024). DOI : 10.1029/2023JB027706
Fourni par l'Université d'Oxford
