最近の推定では、地球の固い内核は5億年から10億年前に形成が始まったと言われています。 しかし、マグマから冷却される古代の岩石の新しい測定により、実際には5億年以上前に形成が始まっていた可能性があることがわかりました。 つまり、コアはこれまで考えられていたよりもゆっくりと地表に熱を伝えており、地殻変動や火山を通じて地表を形成する上で大きな役割を担っていない可能性があります。

太陽も形成した巨大な物質の雲に衝突してできたばかりの地球は、溶融していました。 これは、形成過程で発生した熱と、常に他の天体と衝突していたためである。 しかし、しばらくして衝突の速度が落ちると、外層が冷えて固い地殻が形成されました。

現在、地球の内核は、地球の中心にある冥王星サイズの固体鉄球で、外核は溶けた鉄にまだ知られていない軽い元素が合金化されたものに囲まれています。 地球の中心部は最も高温（約6,000℃）であるにもかかわらず、液体鉄は非常に高い圧力を受けて凍結し、固体になる。 地球が冷え続けるにつれて、内核はこの凍結プロセスによって、1年に約1mmの割合で成長している。

地球の中心部が十分に冷えて鉄が最初に凍った時点を知ることは、この惑星の熱史全体に対する基本的な基準点を与えてくれる。 この運動は、内核が成長するときに内核の境界で放出される軽元素によって発生する。 したがって、鉄が最初に凍結した時点は、外核が強力な追加電源の供給を受けた時点でもあるのです。

この時期に形成された火成岩から回収された磁気記録で観察されたと考えられるのは、この磁場のブースト（全歴史上最大の長期的増加）のサインです。 これらの岩石に含まれる磁性粒子は、マグマから冷えた時と場所の地球磁場の特性を「ロックイン」しているのです。

そしてこの信号は、実験室で、制御された磁場の中で岩石が徐々に加熱され、磁化がどのように変化するかを測定することによって回収することができるのです。 この信号を探すのは新しいアイデアではありませんが、利用可能な測定データの量が増えたことと、それを分析する新しいアプローチの組み合わせにより、ようやく実行可能になったところなのです。

地球はその歴史のほとんどで、「ダイナモ」と呼ばれるプロセスによって磁場を維持してきました。 これは機械的エネルギーを電磁エネルギーに変換するという点で、原理的には巻き上げラジオや自転車発電の電球に似ている。 内核が最初に固まり始める前は、この「ジオダイナモ」は、全く別の非効率的な「熱対流」プロセスによって動かされたと考えられている。

一度コアの底の液体から鉄が凍り始めると、残りの液体は密度が低くなり、追加の浮力源となって、より効率の良い「組成対流」が起こるようになりました。 つまり、より少ないエネルギーで、より長く磁場を維持することができたのです。 このエネルギーはほとんど熱であるため、コア全体としては、コアの内部が後で形成された場合よりも低温である可能性が高いことを意味します。

熱とプレートテクトニクス

コアが冷えているということは、コアとマントルの境界を伝わる熱の流れが少ないことを意味します。 これは、構造プレートを動かす原動力の1つになりうるし、地表のプルーム火山の原因にもなるので、地球科学すべてにとって重要である。 これらの現象は、マントル対流の結果であり、最終的には地球から熱が流出することによって生じることが分かっており、その速度はかなり正確に測定することができます。 しかし、地表で失われる熱のうち、どれだけがマントルからで、どれだけがコアからなのかはまだ分かっていません。

コアからの加熱は、コアとマントルの境界の真上から湧き出るプルームを作り、それがマントル内の流れを促進するのに役立つかもしれないと考えられています。 また、海洋の沈み込みは、ある構造プレートが別の構造プレートの下に潜り込み、マントルの中に入っていくときに、コアから上昇する熱よりもマントル条約を推進する上ではるかに重要であることが示唆された。 私たちが観測した磁場強度の急激な上昇が本当に地球の歴史上最大のものであるかどうかを確認するためには、より多くの古地磁気データが必要である。 さらに、モデル化によって、この時期に何か他の事象によって磁場が強まったかどうかを検証する必要がある。

にもかかわらず、現状では、理論と観測の組み合わせによって、地球は内核が成長し始める前に現在の年齢の3分の2に達していたことが示されており、地球科学者は地球の歴史に関する理解を見直さなければならないかもしれない。