Abstract Paleointensity records are vital for understanding the Earth's evolution, but obtaining accurate paleointensity is a challenging task. The Shaw‐type method, a widely‐used paleointensity protocol, produces biased results occasionally despite strict selection criteria. By examining the relationships between paleointensities and rock magnetic parameters from a pseudo‐Tsunakawa‐Shaw experiment, we ascertain that changes in the ratio of thermal to anhysteretic remanent magnetization (R) are proportional to bias in paleointensity, especially prominent in samples with hundred‐nanometer‐scale magnetic grains, and thus proved to be the culprit for the bias. Furthermore, we develop a method exploiting the Linear regression of R with Diverse cut‐off coercivity intervals for estimating Shaw‐type paleointensities (LoRD‐Shaw). Combined with a curve fit technique for samples with “folding" phenomenon, the LoRD‐Shaw method yields high‐accuracy results in all tested samples, demonstrating its efficiency in mitigating paleointensity bias from thermal alteration. The new method will enhance acquisition of high‐precision paleointensities for constraining the geodynamo evolution.

Abstract The discovery of membrane-enclosed, metabolically functional organelles in Bacteria and Archaea has transformed our understanding of the subcellular complexity of prokaryotic cells. However, whether prokaryotic organelles emerged early or late in evolutionary history remains unclear and limits understanding of the nature and cellular complexity of early life. Biomineralization of magnetic nanoparticles within magnetosomes by magnetotactic bacteria (MTB) is a fascinating example of prokaryotic organelles. Here, we reconstruct 168 metagenome-assembled MTB genomes from various aquatic environments and waterlogged soils. These genomes represent nearly a 3-fold increase over the number currently available, and more than double the known MTB species. Phylogenomic analysis reveals that these newly described genomes belong to 13 Bacterial phyla, six of which were previously not known to include MTB. These findings indicate a much wider taxonomic distribution of magnetosome organelle biogenesis across the domain Bacteria than previously thought. Comparative genome analysis reveals a vast diversity of magnetosome gene clusters involved in magnetosomal biogenesis in terms of gene content and synteny residing in distinct taxonomic lineages. These gene clusters therefore represent a promising, diverse genetic resource for biosynthesizing novel magnetic nanoparticles. Finally, our phylogenetic analyses of the core magnetosome proteins in this largest available and taxonomically diverse dataset support an unexpectedly early evolutionary origin of magnetosome biomineralization, likely ancestral to the origin of the domain Bacteria . These findings emphasize the potential biological significance of prokaryotic organelles on the early Earth and have important implications for our understanding of the evolutionary history of cellular complexity.

Palaeomagnetic and modern geomagnetic measurements indicate that the South Atlantic Anomaly (SAA) has undergone rapid changes over the past few hundred years. Its minimum intensity decreased at an average rate of 26 not yr−1, accompanied by a continuous westward drift and spatial expansion. Recently, a secondary minimum of SAA emerged near southern Africa, leading to speculation that expansion of the SAA could indicate an impending geomagnetic reversal. Here, we focus on the evolution and disappearance of the paleo-West Pacific Anomaly (WPA), as another SAA-like structure, which may have implications for the future of SAA evolution. We regard the WPA as SAA-like due to its feature and its association with a reversal flux patch on the core-mantle boundary. Consequently, we suggest that the observed evolutionary pattern in the WPA can serve as a reference for other negative anomalies, such as the SAA. By analysing models that combine datasets of archaeomagnetic and historical records, such as gufm1 and HistKalmag, it is found that the WPA occurred between 1600 and 1820 CE. Over its duration, the WPA experienced phases of rapid expansion, drift, and division. Eventually, its primary component faded away, giving rise to a new segment that continued to expand. The initial two evolutionary phases of the WPA are similar to the evolution of the SAA over the past century. According to the WPA's evolution, it suggests that the current state of the SAA may correspond to an early stage of splitting. Forecasts based on the evolution of the WPA indicate a rapid expansion of the anomalous region in the short term, followed by a gradual reduction in its primary component and continued expansion of a new local minimum. This study provides valuable insight into the evolution of the SAA and highlights the potential utility of the WPA as an evolutionary reference for such geomagnetic phenomena.

The evolution of the lunar magnetic field can reveal the Moon’s interior structure, thermal history, and surface environment. The mid-to-late-stage evolution of the lunar magnetic field is poorly constrained, and thus, the existence of a long-lived lunar dynamo remains controversial. The Chang’e-5 mission returned the heretofore youngest mare basalts from Oceanus Procellarum uniquely positioned at midlatitude. We recovered weak paleointensities of ~2 to 4 microtesla from the Chang’e-5 basalt clasts at 2 billion years ago, attesting to the longevity of the lunar dynamo until at least the Moon’s midstage. This paleomagnetic result implies the existence of thermal convection in the lunar deep interior at the lunar midstage, which may have supplied mantle heat flux for young volcanism.

Abstract Space weathering records provide insights to better understand the formation and evolution of the lunar regolith. Ilmenite has contrasting responses to different space weathering processes. However, the atomic‐scale structural modification of ilmenite induced using different space weathering processes remains poorly understood. Here, we investigate the effects of spacing weathering on lunar ilmenite grains returned from Chang'e‐5 (CE‐5) mission using a combination of transmission electron microscopy and thermodynamic modeling approaches. Experimental results show that melt shock induces the formation of twining structures and vein‐like Si‐Ca‐rich nanostructures in the outermost and sub‐outermost layers of ilmenite, respectively. In contrast, solar wind causes the formation of multilayered nanostructures surrounding the ilmenite grains. These structures are characterized by an outermost amorphous Si‐rich vapor deposited layer, a middle layer rich in titanium (Ti) oxides and zero‐valent iron (Fe 0 ) nanoparticles, and an innermost layer hosting crystallographic orientation defect. The Ti oxides were identified as poorly crystallized anatase. Thermodynamic calculations indicate that the disruptive sputtering of solar wind and the reduction of hydrogen under lunar surface pressure conditions can promote ilmenite transformation into Fe 0 and Ti oxides; nevertheless, the pressure increase associated with melt shock can lead to a rise in the decomposition temperature of ilmenite. In other words, solar wind irradiation plays a more significant role in promoting nanoparticle (such as anatase and Fe 0 ) formation as compared to melt shock. Thus, unlike the chemical alteration of ilmenite induced by the solar wind irradiation, melt shock mainly causes physical changes in ilmenite grains.