米乐m6官方网站[理事长中钵良二](以下简称“AIST”)地质信息研究部[田中雄一郎,研究主任] Hirokuni Oda,全球变化历史研究小组高级首席研究员,罗切斯特大学、利物浦大学、加拿大地质调查局、马尼托巴大学、美国海军研究所、加州大学圣克鲁斯分校、科廷大学、威斯康星大学密尔沃基分校、密歇根理工大学大约 42 亿年前地球磁场存在。
这一次,SQUID磁力显微镜8620_8647杰克·希尔斯地球诞生后锆石我们高度确信该晶体记录了当时地球的磁场。地球诞生后立即存在足够强的地磁场,是由于当时地球的内部结构造成的。地磁发电机,地球磁场太阳风造成的大气耗散这对地球大气层和生命的演化具有重要意义,因为它阻止了8950_9082|通过使用SQUID磁力显微镜对地质样本中记录的地球磁场进行高灵敏度分析,有望进一步恢复地球环境。该结果的详细内容将于近期发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
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太阳风造成的大气耗散 左边是地球磁场产生之前,太阳风对大气的耗散非常强烈。右边,地球磁场产生后 地球磁场充当防护墙,抑制太阳风中带电粒子在大气中的消散。 |
地球诞生后的地球磁场强度对当时的地球内部结构和地磁发电机施加了约束。此外,地球磁场强度的变化对地球大气层和生命的演化具有重要影响,因为地球磁场可以防止太阳风造成的大气消散。
地球形成于大约 46 亿年前,地球上最古老的岩石在澳大利亚的杰克山发现。过去,人们利用在那里发现的年龄超过 40 亿年的锆石晶体对地球磁场强度进行了估计,但对其可靠性存在怀疑,因为人们怀疑锆石晶体形成后加热和蚀变的影响。
AIST 旨在开发高灵敏度、高分辨率的磁成像技术,可以检测弱磁化的地质样本中的磁性,以恢复地球环境。低温超导超导量子干涉装置SQUID磁力显微镜的开发和应用(乌贼)。此次,我们使用SQUID磁力显微镜对发现了地球上最古老岩石的杰克山(图1)的锆石晶体进行了高灵敏度、高分辨率的磁成像,并结合其他尖端分析技术,估算了地球诞生后的地球磁场强度并验证了其可靠性。
这项研究得到了日本学术振兴会外国访问研究员(短期)(2017 年)“使用 SQUID 显微镜使用锆石单晶高度可靠地估计地球磁场强度”(罗切斯特大学 John Tarduno 教授)的支持。此外,分析中使用的SQUID磁显微镜是在日本学术振兴会科学研究补助金(A)(2013-2016年)“利用SQUID显微镜对行星古磁场进行先进研究”的支持下开发的。
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图 1 地图显示了西澳大利亚州杰克山 (Jack Hills) 的分析样本采集地(上图)和露头照片(下图) (由罗切斯特大学 John Tarduno 教授提供) |
这一次,我们使用了来自杰克山(图 2,左)的锆石晶体,这里发现了地球上最古老的岩石。为了确保地磁场强度估算的可靠性,AIST的CO2利用激光加热装置将弱磁化的锆石晶体及其周围的石英加热至61微米特斯拉磁场中加热至575°C当使用 AIST 的 SQUID 磁力显微镜(图 2,右)分析该样品时,锆石被磁化,但石英未被磁化。这证实了锆石晶体周围的石英不含有可检测到的磁性矿物,并且锆石晶体含有足够量的磁性矿物(磁铁矿)。另外,罗切斯特大学小直径超导岩石磁力计和二氧化碳2利用激光加热装置,可在565-580℃下分离出一颗石英中含有的多个锆石晶体自然剩磁的方向时,它显示了不同的方向。这表明,在该温度下记录的锆石晶体中保留的地球磁场并未受到265亿年前杰克山岩石经历的变质作用所产生的热量的影响。
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| 图2 锆石晶体照片(左)(罗切斯特大学John Tarduno教授提供)和SQUID磁力显微镜照片(右) |
使用锆石晶体估算地磁场强度的优点是可以估算每个粒子的地磁场强度和年龄。罗切斯特大学小直径超导岩石磁力计和CO2使用激光加热装置的锆石晶体绝对古地磁强度被估计。此外,对于可以可靠估计磁场强度的锆石晶体,铀/铅测年估算方法估计年龄此次推算的地磁场强度中,来自约41亿年前的锆石晶体的数据被高度可靠地证明了其磁场强度与现在的地磁场接近。此外,此前对约42亿年前样本的研究数据显示,地球磁场的强度是现在地球磁场强度的一半以上。这些发现表明地球磁场可能在大约 42 亿年前就已存在。这对地球大气层和生命的演化具有重要意义,因为它对当时地球的内部结构和地磁发电机施加了限制,并且地球磁场阻止了太阳风造成的大气消散。
未来,我们计划提高SQUID磁力显微镜的灵敏度和分辨率,并利用锆石晶体和其他地质样品进行分析,这将进一步用于恢复全球环境。