然而，大约在5.65亿年前，磁场的强度下降到现在的10%。然后，神秘的是，磁场反弹回来，在地球上多细胞生命的寒武纪爆发之前恢复了它的力量。

是什么导致了磁场的反弹?

根据罗切斯特大学科学家的新研究，这种复兴发生在几千万年内——在地质时间尺度上是快速的——并且与地球固体内核的形成相吻合，这表明核心可能是一个直接原因。

“内核非常重要，”罗切斯特大学地球与环境科学系地球物理学教授、艺术、科学与工程研究主任约翰·塔都诺(John Tarduno)说。“就在内核开始生长之前，磁场处于崩溃的地步，但一旦内核开始生长，磁场就会再生。”

论文发表于自然通讯，研究人员确定了内核历史上的几个关键日期，包括对其年龄的更精确估计。这项研究提供了关于地球的历史和未来演变的线索，以及它如何成为一个可居住的行星，以及太阳系中其他行星的演变。

解开古老岩石中的信息

地球由几层组成:地壳是生命所在的地方;地幔，地球最厚的一层;熔融的外核;而固体内核，又由最外层的内核和最内部的内核组成。

地球的磁场产生于其外核，在那里，旋转的液态铁会产生电流，驱动一种叫做地球发电机的现象，产生磁场。

由于磁场与地核的关系，科学家们几十年来一直试图确定地球磁场和地核在整个地球历史上是如何变化的。由于地核中材料的位置和极端温度，它们不能直接测量磁场。幸运的是，上升到地球表面的矿物含有微小的磁性颗粒，这些颗粒在矿物从熔融状态冷却下来时锁定了磁场的方向和强度。

为了更好地限制内核的年龄和生长，塔都诺和他的团队使用了CO₂激光和实验室的超导量子干涉装置(SQUID)磁力计来分析岩石斜长岩中的长石晶体。塔都诺说，这些晶体内部有微小的磁针，是“完美的磁记录器”。

通过研究锁定在古代晶体中的磁性——一个被称为古地磁的领域——研究人员确定了内核历史上两个新的重要日期:

• 5.5亿年前在此之前的1500万年前，磁场在接近崩溃后开始迅速更新。研究人员将磁场的快速更新归因于固体内核的形成，该内核为熔融的外核充电，从而恢复了磁场的强度。
• 4.5亿年前:生长中的内核结构发生变化的时间，标志着最内层和最外层内核之间的界限。由于地表的板块构造，内核的这些变化与上覆地幔的结构在大约同一时间的变化是一致的。

塔都诺说:“因为我们更精确地限制了内核的年龄，我们可以探索这样一个事实，即当今的内核实际上由两部分组成。”“地球表面的板块构造运动间接影响了内核，这些运动的历史深深地印在了地球内核的结构中。”

避免像火星一样的命运

更好地了解地核和磁场的动态和增长具有重要意义，不仅有助于揭示地球的过去和预测它的未来，而且有助于揭示其他行星可能形成磁屏蔽并维持生命生存所需条件的方式。

例如，研究人员认为火星曾经有过磁场，但磁场消失了，使得火星容易受到太阳风的影响，表面也没有海洋。虽然目前还不清楚没有磁场是否会导致地球遭遇同样的命运，但塔都诺说:“如果地球磁场没有再生，地球肯定会失去更多的水。”“地球将变得更加干燥，与今天的地球非常不同。”

他说，从行星进化的角度来看，这项研究强调了磁屏蔽和维持它的机制的重要性。

“这项研究确实强调了需要有一个不断增长的内核，在行星的整个生命周期(数十亿年)中维持磁场。”