Badacze byli w stanie wykorzystać analizę starożytnych kryształów górskich – i zamknięte w nich zapisy magnetyzmu – do prześledzenia historii wewnętrznego jądra Ziemi na przestrzeni setek milionów lat.

Jądro Ziemi, gęsta, gorąca bryła żelaza i niklu, składa się z dwóch warstw – stałego wewnętrznego jądra umieszczonego wewnątrz stopionego zewnętrznego jądra. Potem przychodzi skalny płaszcz (najgrubszy ze wszystkich warstw) i skorupa, na której wszyscy żyjemy. Mówimy o 2900 km (około 1800 mil) pod ziemią.

W oparciu o odkrycia naukowców wewnętrzne jądro Ziemi skrystalizowało się w znacznie większą masę około 550 milionów lat temu. Ta krystalizacja dostarczyła wystarczającej ilości ciepła, aby przywrócić pole magnetyczne, które zostało wyczerpane około 15 milionów lat temu, i przygotowała grunt pod poważną eksplozję życia.

Pole magnetyczne Ziemi, które chroni życie przed szkodliwymi wiatrami słonecznymi, jest w rzeczywistości kontrolowane przez wirowanie ciekłego żelaza w zewnętrznym jądrze. Jednak twardy stop żelaza i niklu w samym środku odgrywa również kluczową rolę jako źródło energii, jak pokazują nowe badania.

Wewnętrzne jądro Ziemi jest ogromne, a tuż przed wzrostem jądra wewnętrznego pole magnetyczne było w punkcie załamania, ale gdy tylko jądro zaczęło rosnąć, pole zostało przywrócone. To badanie  podkreśla potrzebę posiadania czegoś w rodzaju rosnącego jądra wewnętrznego, które utrzymuje pole magnetyczne przez całe życie – wiele miliardów lat – planety.

Ogromne odległości i wysoka temperatura sprawiają, że pomiar jądra Ziemi jest prawie niemożliwy, więc naukowcy polegają na kryształach w skale – w tym przypadku na kryształach skalenia w anortozycie. Kryształy te działają jak wysoce precyzyjne rejestratory magnetyzmu.

Porównując skały sprzed 565 milionów lat ze skałami sprzed 532 milionów lat, zespół był w stanie zaobserwować zmianę siły magnetycznej - dramatyczny powrót ziemskiego pola magnetycznego. Zmiany trwały dziesiątki milionów lat, ale jest to stosunkowo szybkie pod względem geologicznych skal czasowych. 

Modele termiczne oparte na wynikach badań sugerują, że struktura jądra wewnętrznego zmieniła się około 450 milionów lat temu, tworząc granicę między najbardziej wewnętrznym i zewnętrznym rdzeniem wewnętrznym. Zmiany w płaszczu również pokrywają się z tymi ramami czasowymi.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.