Вирішальна роль магнітного поля Землі у підтримці життя
Магнітне поле Землі має важливе значення для життя; воно захищає планету від шкідливого сонячного випромінювання. Однак нещодавнє дослідження показало, що майже повне зникнення цього магнітного поля пів мільярда років тому було критичним для нашого існування.
Уява художника від Едіакарського періоду, часу, коли магнітне поле Землі було найслабшим, University of Rochester illustration / Michael OsadciwЩоб зберегти придатність до життя, Земля мала відповідати кільком умовам: належна відстань від Сонця, скеляста поверхня, велика кількість води, необхідні для життя інгредієнти та потужне магнітне поле, яке блокувало б смертельну радіацію від Сонця та космосу. Хоча це магнітне поле загалом стабільне, воно зазнавало коливань протягом історії. Дослідники з Рочестерського університету визначили його найслабший момент, який, на диво, стався якраз перед значним збільшенням складних форм життя, а не під час масового вимирання.
Це дослідження включало аналіз стародавніх мінералів, які зберігають записи магнітного поля завдяки вбудованим магнітним частинкам. Команда вимірювала намагніченість у кристалах польового шпату та піроксену, причому зразки віком понад 2 мільярди років порівнювали з іншими, віком 591 мільйон років тому. Старіші зразки показали магнітну напруженість, порівнянну з сучасним полем, але більш свіжі зразки показали різке зменшення до лише 3% від сучасної напруженості магнітного поля.
Це зменшення магнітного поля зберігалося щонайменше 26 мільйонів років, що збігається з часом, коли внутрішнє ядро Землі застигло, що згодом стабілізувало магнітне поле. Слабше магнітне поле дозволило б більшій кількості космічного випромінювання проникати глибше в атмосферу, що потенційно могло б спричинити масове вимирання, якби воно сталося сьогодні. Однак це історичне послаблення, схоже, відіграло важливу роль в еволюції всіх предків тварин.
Протягом Едіакарського періоду, від 635 до 539 мільйонів років тому, з’явилися форми життя, які мали мало спільного з сучасними організмами. Вважається, що ці організми, які мали вигляд дисків, трубочок, віял, пончиків або “мішків, наповнених брудом”, були попередниками сучасного багатоклітинного життя. Хоча багато з цих унікальних форм зникли в наступні періоди, швидка диверсифікація форм життя відбулася під час Кембрійського вибуху, що значною мірою пов’язано з підвищенням рівня кисню в атмосфері.
Це дослідження припускає, що слабке магнітне поле могло сприяти збільшенню кількості кисню, дозволяючи більш зарядженим частинкам виривати атоми водню з атмосфери. У міру того, як водень втрачався в космосі, рівень кисню зростав, сприяючи розвитку складного життя.
Дослідження, проведене під керівництвом Джона Тардуно і опубліковане в журналі Nature Communications Earth & Environment, підкреслює випадкове відновлення магнітного поля Землі. Без його відновлення Земля могла б пережити долю, подібну до долі Марса, перетворившись з багатої на воду планети на сухий і безплідний ландшафт. Це дослідження підкреслює делікатний баланс умов, які підтримують життя, і випадкових подій, які дозволили йому процвітати на Землі.