Podle posledních odhadů se pevné vnitřní jádro Země začalo formovat před půl až jednou miliardou let. Naše nová měření starých hornin při jejich ochlazování z magmatu však ukázala, že se ve skutečnosti mohlo začít formovat o více než půl miliardy let dříve

Ačkoli je to stále relativně pozdě v historii Země trvající čtyři a půl miliardy let, vyplývá z toho, že hluboké nitro Země nemuselo být v hluboké minulosti tak horké, jak někteří tvrdili. To znamená, že jádro přenáší teplo na povrch pomaleji, než se dosud předpokládalo, a je méně pravděpodobné, že by hrálo velkou roli při utváření zemského povrchu prostřednictvím tektonických pohybů a sopek.

Těsně poté, co se Země zformovala ze srážek v obrovském mračnu materiálu, z něhož vzniklo i Slunce, byla roztavená. Důvodem bylo teplo vznikající při procesu vzniku a skutečnost, že se neustále srážela s jinými tělesy. Ale po nějaké době, když se bombardování zpomalilo, se vnější vrstva ochladila a vytvořila pevnou kůru.

Vnitřní jádro Země je dnes koulí pevného železa o velikosti Pluta ve středu naší planety, kterou obklopuje vnější jádro z roztaveného železa legovaného nějakým, zatím neznámým, lehčím prvkem. Přestože je Země ve svém středu nejžhavější (asi 6 000 °C), kapalné železo zde díky velmi vysokým tlakům zamrzá v pevnou látku. Jak Země dále chladne, vnitřní jádro se tímto procesem mrznutí zvětšuje rychlostí asi 1 mm za rok.

Znalost časového bodu, kdy se střed Země ochladil natolik, že poprvé zmrzlo železo, nám dává základní referenční bod pro celou tepelnou historii planety.

Magnetické pole Země vzniká pohybem elektricky vodivého roztaveného železa ve vnějším jádře. Tento pohyb je generován lehkými prvky uvolňovanými na hranici vnitřního jádra při jeho růstu. Proto doba, kdy došlo k prvnímu zmrznutí železa, představuje také časový okamžik, kdy vnější jádro získalo silný dodatečný zdroj energie.

Je to podpis tohoto zesílení magnetického pole – největšího dlouhodobého nárůstu v celé jeho historii – který jsme podle našeho názoru pozorovali v magnetických záznamech získaných z vyvřelých hornin vzniklých v této době. Magnetické částice v těchto horninách „uzamkly“ vlastnosti magnetického pole Země v době a místě, kdy vychladly z magmatu.

Tento signál pak lze obnovit v laboratoři měřením toho, jak se mění magnetizace horniny při jejím postupném zahřívání v kontrolovaném magnetickém poli. Hledání tohoto podpisu není nová myšlenka, ale teprve nyní se stala životaschopnou – je to kombinace toho, že máme k dispozici větší množství naměřených dat a nové přístupy k jejich analýze.

Země si po většinu své historie udržovala magnetické pole díky procesu „dynama“. Ten je v principu podobný natahovacímu rádiu nebo žárovce poháněné jízdním kolem v tom, že mechanická energie se přeměňuje na energii elektromagnetickou. Předpokládá se, že než začalo vnitřní jádro poprvé tuhnout, bylo toto „geodynamo“ poháněno jiným, zcela odlišným a neúčinným procesem „tepelné konvekce“.

Jakmile začalo z kapaliny na dně jádra mrznout železo, zbytek se stal méně hustým, což poskytlo další zdroj vztlaku a vedlo k mnohem účinnější „kompoziční konvekci“. Naše výsledky naznačují, že k této úspoře účinnosti došlo dříve v historii Země, než se dosud předpokládalo, což znamená, že magnetické pole by se udrželo déle s celkově menší spotřebou energie. Jelikož se jedná převážně o tepelnou energii, znamená to, že jádro jako celek je pravděpodobně chladnější, než kdyby se vnitřní část zformovala později.

Teplo a desková tektonika

Chladnější jádro znamená nižší tepelný tok přes hranici jádra a mantlu. To je důležité pro všechny vědy o Zemi, protože to může být jeden z faktorů, který způsobuje pohyb tektonických desek, a je také zdrojem sopečného vulkanismu na zemském povrchu. Víme, že tyto procesy jsou výsledkem plášťové konvekce, která v konečném důsledku vzniká prouděním tepla z planety rychlostí, kterou můžeme poměrně přesně měřit. Stále však nevíme, kolik z tohoto tepla ztraceného na zemském povrchu pochází z pláště a kolik z jádra.

Předpokládá se, že zahřívání z jádra vytváří plumy vyvěrající těsně nad hranicí jádra a pláště, které mohou pomáhat pohánět proudění v plášti. Z našich zjištění vyplývá, že příspěvek jádra k povrchovému tepelnému toku je nižší, než vyplývá z jiných studií, a že subdukce v oceánu, kdy jedna tektonická deska prochází pod druhou dolů do pláště, jsou pro pohon plášťové konvence mnohem důležitější než teplo vystupující z jádra.

Diskuze o stáří vnitřního jádra a z toho vyplývajícího tepelného vývoje Země ještě není u konce. Je zapotřebí dalších paleomagnetických dat, aby se potvrdilo, že náhlý nárůst intenzity magnetického pole, který jsme pozorovali, je skutečně největší v historii planety. Kromě toho je třeba modelováním ověřit, zda v této době nemohla zesílení magnetického pole způsobit nějaká jiná událost.

V současné době nicméně teorie a pozorování dohromady naznačují, že Země byla dvě třetiny svého současného stáří předtím, než jí začalo růst vnitřní jádro – to znamená, že vědci zabývající se výzkumem Země budou možná muset přehodnotit své chápání historie planety.

.