美國羅切斯特大學(xué)的地球物理學(xué)家約翰·A·塔爾杜諾（John A. Tarduno）已經(jīng)和同事一道試圖對(duì)此尋根溯源。他們展示的證據(jù)表明，地球早在34.5億年前就通過上述流體發(fā)電機(jī)機(jī)制獲得了磁場(chǎng)，此時(shí)距地球形成不過 10億年左右。這項(xiàng)最新的研究成果發(fā)表在今年 3月 5日的《科學(xué)》雜志上，它將地球磁場(chǎng)的歷史提前了至少 2億年——從事相關(guān)研究的另一個(gè)小組曾在 2007年展示了類似的證據(jù)，不過他們的巖石樣本年代稍晚，結(jié)果推測(cè)出地球在 32億年前便擁有了很強(qiáng)的地磁場(chǎng)。
塔爾杜諾和他的研究組分析了來自卡普瓦爾克拉通（Kaapvaal craton）的巖石，這一區(qū)域位于非洲大陸南部尖端附近，仍保留著早期太古宙（Archean）陸殼的原貌。（太古宙是指距今約 38億年前至 25億年前的這段地質(zhì)時(shí)期）。他們?cè)?2009年發(fā)現(xiàn)，其中一些巖石在 34.5億年前曾被磁化過，而現(xiàn)有的直接證據(jù)表明生命創(chuàng)生于約 35億年前，兩者大致吻合。但這些巖石磁場(chǎng)也有可能是被地外磁場(chǎng)磁化的，如太陽風(fēng)暴。金星就是一個(gè)例子，盡管它的內(nèi)部磁場(chǎng)很弱，但太陽風(fēng)暴對(duì)其濃厚大氣層的不斷轟擊仍導(dǎo)致金星擁有一個(gè)可探測(cè)的行星磁場(chǎng)。
在這項(xiàng)最新研究中，他們測(cè)算了在卡普瓦爾巖石上留下現(xiàn)有磁場(chǎng)烙印所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度，結(jié)果表明該磁場(chǎng)強(qiáng)度是現(xiàn)有地磁強(qiáng)度的 50%～70%，比預(yù)期的外部磁場(chǎng)（如微弱的金星磁場(chǎng)）強(qiáng)出好多倍。這一結(jié)果表明，當(dāng)時(shí)存在的磁場(chǎng)應(yīng)該是內(nèi)部流體發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。
研究者進(jìn)一步推測(cè)了當(dāng)時(shí)的地磁能在多大程度上抵御太陽風(fēng)，由此發(fā)現(xiàn)太古宙早期地球的磁層頂（magnetpause）距離地球表面約 3萬千米。磁層頂是地磁場(chǎng)抵御太陽風(fēng)的最外層邊界。如今地球磁層頂?shù)降孛娴木嚯x約為 6萬千米，具體位置會(huì)隨太陽的極端能量噴發(fā)活動(dòng)而不斷變動(dòng)。塔爾杜諾說：“35億年前磁層頂?shù)姆€(wěn)定位置，大約跟如今超級(jí)太陽風(fēng)暴發(fā)生時(shí)的磁層頂位置差不多。 ”磁層頂距離地面如此之近，無法完全屏蔽太陽風(fēng)，因此早期地球或許已經(jīng)失去過很多的水。
隨著尋找太陽系外類地行星的步伐日益加快，塔爾杜諾說，今后在模擬行星的生命適宜程度時(shí)應(yīng)該將星風(fēng)、行星大氣和磁場(chǎng)之間的關(guān)系考慮進(jìn)去。他指出，目前看來磁場(chǎng)對(duì)行星水儲(chǔ)量的影響尤為重要。
美國華盛頓大學(xué)塔科馬分校（University of Washington Tacoma）的地質(zhì)學(xué)家彼得·A·塞爾金（Peter A. Selkin）認(rèn)為，上述工作引人入勝，結(jié)果也合乎情理。不過他也指出，雖然卡普瓦爾克拉通的礦物構(gòu)成和環(huán)境溫度在過去數(shù)十億年間變化不大，“但并非原封不動(dòng)地保持在初始狀態(tài)”，他認(rèn)為“還要進(jìn)一步分析塔爾杜諾及其合作者所用的礦石，不能急于拍板”。
加拿大多倫多大學(xué) 的地球物理學(xué)家戴維·J·鄧洛普 （David J. Dunlop）對(duì)塔爾杜諾小組的結(jié)果有信心，他稱此項(xiàng)工作“論證非常嚴(yán)謹(jǐn)”。把這些磁場(chǎng)出現(xiàn)的時(shí)間確定在距今 34億年前至 34.5億年前“是非常有把握的”。鄧洛普還說：“能將地球發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間再往前推，想想就讓人激動(dòng)，不過這似乎不太可能了。“因?yàn)榈厍蛏显僖矝]有其他地方能夠獲得自然界如此垂青，將原始磁場(chǎng)的痕跡如此完整地保存下來了。
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