Массивное железо-никелевое ядро нашей планеты разделяется на внутреннее твердое и внешнее жидкое. Конвекционный перенос тепла из центра к поверхности Земли заставляет жидкое ядро постоянно перемещаться. Считается, что именно движения этой проводящей жидкости создают глобальное магнитное поле, защищающее планету и жизнь на ней от постоянной и смертельно опасной бомбардировки потоками космических частиц.

На молодой Земле этот механизм «геомагнитного динамо» еще не действовал: внутреннее ядро было сформировано гораздо позднее самой планеты — по разным оценкам, от 500 миллионов до 4 миллиардов лет назад. Авторы новой статьи, которая была опубликована в журнале Physical Review Letters, говорят о том, что им удалось сузить этот диапазон до 1-1,3 миллиарда лет. 

Профессором Техасского университета в Остине Цзнюньфу Линь (Jung-Fu Lin) и его коллегами были проведены лабораторные эксперименты, в ходе которых ученые изучили тепло- и электропроводящие свойства железа при огромной температуре (3000 кельвинов) и давлении, существующем во внутреннем ядре нашей планеты — вплоть до 170 ГПа, более чем в тысячу раз больше, чем на дне Марианского желоба, и в миллион раз больше, чем атмосферное давление.

Крошечные образцы разогревались лазерными импульсами и сдавливались между парой алмазных «наковален». Эксперимент помог оценить вклад в работу «геомагнитного динамо» различных факторов и подтвердил, что сегодня оно поддерживается за счет переноса и вещества, и тепловых потоков.

Кроме того, работа позволила рассчитать интенсивность этого переноса у молодой Земли и точнее оценить момент, в который недра планеты достаточно остыли и в них началась конденсация твердого ядра. И действительно: обозначенный учеными промежуток (1-1,3 миллиарда лет назад) коррелирует с резким всплеском силы магнитного поля планеты, который обнаруживается по ферромагнитным минералам.