НАУКА

Ослаблення магнітного поля Землі 590 мільйонів років тому стало ключем до появи складного життя

Поширити:

Магнітне поле Землі багато разів змінювало напрямок протягом мільйонів років, іноді супроводжуючись тимчасовим ослабленням. Набагато довший період, коли поле послаблювалося, припав на період між 591 і 565 мільйонами років тому. Невдовзі після цього в геологічній історії з’являються перші скам’янілості складних тварин. Нове дослідження припускає, що саме ослаблення поля зробило це можливим, незважаючи на очевидне протиріччя з роллю поля у створенні життя.

Геомагнітне поле – одна з речей, яка відрізняє Землю від Венери та Марса. Воно допомогло Землі протистояти руйнуванню атмосфери, яке інакше спричинив би сонячний вітер, і виступило щитом проти викидів корональної маси, які могли б занурити планету в радіаційне випромінювання. Пошуки життя за межами Сонячної системи припускають, що потужне магнітне поле є необхідною умовою, принаймні для життя на поверхні, а не глибоко всередині планети.

Ця важливість призводить до періодичних побоювань щодо можливості його послаблення, але спроби пов’язати попередні спади напруженості поля з масовими вимираннями, як правило, закінчувалися нічим. Натомість нові дослідження припускають, що одній з найважливіших подій в історії життя сприяло пом’якшення бар’єру між Землею та космічним випромінюванням.

Силу та напрямок поля протягом історії Землі можна прочитати в гірських породах, які зберігають запис локального поля на момент їхнього формування, за умови, що подальше нагрівання не стерло цю стрічку. Професор Джон Тардуно з Рочестерського університету та його колеги дослідили зразок кристалів плагіоклазу з Пассо-да-Фабіана-Габброс, Бразилія, що утворився 591 мільйон років тому. Вони знайшли докази найнижчого коли-небудь зафіксованого поля, що становить одну 30-ту від сучасного рівня, а також набагато нижчого, ніж за попередніми датами.

Читайте також:  Виявлення ненавмисних записів середньовічних монахів: Погляди на вулканічну активність та її вплив на суспільство

Спираючись на інші дослідження, автори стверджують, що поля нижче 10 відсотків від сучасного рівня зберігалися щонайменше 26 мільйонів років, включаючи один з найбільш важливих періодів для життя в історії Землі.

Хоча вважається, що перші тварини з’явилися дещо раніше, вони були мікроскопічними або нерухомими видами, як сучасні губки. Перші активні істоти, відомі як едіакарська фауна, з’являються у скам’янілостях близько 560 мільйонів років тому. Вважається, що збільшення кількості кисню в атмосфері, а отже, і розчиненого в океані, було необхідною умовою для появи складних і дуже рухливих тварин, хоча скільки додаткового кисню було присутнє, залишається невизначеним.

Це робить підвищення рівня кисню одним з найбільших змінних факторів усіх часів, але його причини досі не з’ясовані. Тардуно та співавтори вважають, що ослаблення магнітного поля в цей час могло бути ключовим фактором.

Читайте також:  Марсохід NASA помітив металевий метеорит на Марсі

Немає сумнівів, що слабше поле призведе до того, що з атмосфери буде виходити більше водню. Зменшення кількості цього елемента, вільного для зв’язування з киснем, дасть можливість атмосфері планети змінитися в сприятливий для життя бік.

Набагато менш зрозуміло, чи буде вплив слабшого поля достатнім для того, щоб досягти значних змін. Зрештою, більша частина кисню, що вивільняється через дефіцит водню, буде зв’язуватися з іншими елементами.

Автори визнають, що важко змоделювати, наскільки більше кисню стало б доступним завдяки слабшому полю. “Кількісна оцінка втрат [водню] для Землі з наднизьким полем є складним завданням, оскільки вона недоступна для спостережень”, – пишуть вони. Існуючі моделі передбачають збільшення втрат водню від 30 до 1000 відсотків, і ця величезна варіація призводить до значної невизначеності щодо результуючого збільшення кисню.

Тим не менш, автори вважають, що підвищення рівня кисню є достатнім для існування едіакарської фауни. “Найвищі оцінки можуть призвести до зміни кисню на кілька відсотків … що може означати збурення або перетин порогу, який дозволить едіакарським тваринам диверсифікуватись”.

Читайте також:  Вчені передбачили різке скорочення тривалості життя до 2040 року

Вони припускають, що захисне поле могло скоротитися настільки, що плазма у верхніх шарах атмосфери стала відкритою для сонячного вітру, що значно збільшило втрату іонів водню. Один з факторів, який інші не врахували, полягає в тому, що підвищений вплив високозаряджених частинок Сонця може призвести до утворення більшої кількості оксидів азоту, які створюють озонові діри, подібні до тієї, яку людство створило за допомогою фреонів. Це, в свою чергу, піддасть нижні шари атмосфери додатковому ультрафіолетовому випромінюванню, яке може розщепити водяну пару на водень і кисень, причому частина зайвого водню вивітриться до рекомбінації.

Ніхто достеменно не знає, чому поле Землі впало в цей час. Однак цілком можливо, що якщо ми шукаємо планети не просто з життям, а з розвиненим життям, подібним до нашого, нам потрібно, щоб вони мали сильні магнітні поля, які беруть тривалі канікули саме в потрібний час.

+1
0
+1
0
+1
0
+1
0
+1
0
+1
0