Gamle steiner avslører Jordas magnetiske fortid

Jordas magnetfelt er ikke konstant – det har endret seg gjennom millioner av år. Nå har forskere utviklet en ny teknikk for å analysere magnetiske mineraler i steiner, noe som gir mer nøyaktige rekonstruksjoner av planetens magnetiske fortid.

Magnetiske bergarter med høyt innhold av jernoksid fungerer som naturlige arkiv over Jordas kontinentaldrift. Ved å analysere små steinprøver kan forskere isolere magnetiske korn som ble «frosset» i en bestemt retning da steinen størknet. Disse kornenes magnetisering fungerer som en miniatyrkompassnål, som peker mot tidligere magnetiske poler. Dette prinsippet gjelder også for utenomjordiske prøver, som meteoritter og månebergarter, som bevarer spor av solsystemets tidlige utvikling.

Utfordringer med tradisjonelle metoder

Tradisjonelle metoder, der store steinprøver analyseres, inneholder ofte en blanding av pålitelige og upålitelige magnetiske signaler. Dette fører til komplekse data som vanskeliggjør tolkningen. For å løse dette problemet har forskere begynt å bruke magnetisk mikroskopi – en teknikk som kartlegger magnetiske felt på submillimeter til submikrometer-skala i tynne steinsnitt.

Ved hjelp av avanserte verktøy som kvantemikroskop med diamant (QDM) eller kryogene SQUID-mikroskop, kan forskerne lage høyoppløselige kart av enkeltpartikler. Dette gjør det mulig å rekonstruere gamle magnetfelt med langt større presisjon og filtrere bort støy fra ustabile korn.

Ny studie kaster lys over usikkerheter

Til tross for metodens potensial er magnetisk mikroskopi fortsatt en ung forskningsgren med egne utfordringer. En ny studie publisert i Journal of Geophysical Research: Solid Earth har undersøkt hvordan måleusikkerhet påvirker nøyaktigheten av rekonstruksjonene.

Forskerne, ledet av Bellon et al., kombinerte QDM-observasjoner med datamodellering for å analysere hvordan et magnetisk partikels «stray field» – det magnetiske lekkasjefeltet som sprer seg utover – avtar med avstanden fra kilden. Studien viste at de minste og mest stabile jernoksidpartiklene produserer sterke signaler nær kilden, men at disse signalene raskt svekkes over avstand. Større partikler, derimot, har signaler som forblir detekterbare lenger unna.

Dette skaper et dilemma: De mest stabile kornene for langsiktige geologiske data (de minste) er samtidig de vanskeligste å detektere hvis sensoren ikke er perfekt plassert eller hvis det er støy i målingene.

Veien videre for forskningen

Ved å kvantifisere måleusikkerheten har forskerne lagt grunnlaget for videre utvikling innen mikropaleomagnetisme. Deres funn gir forskere bedre verktøy til å håndtere usikkerhet, noe som kan føre til mer robuste rekonstruksjoner av Jordas magnetiske historie og en dypere forståelse av planetens utvikling.

Studien er publisert i Journal of Geophysical Research: Solid Earth og er tilgjengelig på https://doi.org/10.1029/2025JB033133.