Gandrīz pirms 591 miljona gadu notikušais Zemes magnētiskā lauka sabrukums, iespējams, ļāva uzplaukt sarežģītai dzīvībai

Reģistrējieties CNN brīnumu teorijas zinātnes biļetenam. Izpētiet Visumu ar ziņām par aizraujošiem atklājumiem, zinātnes sasniegumiem un daudz ko citu.

CNN
—

Zemes magnētiskajam laukam ir liela nozīme mūsu planētas apdzīvošanai. Virs atmosfēras esošais aizsargburbulis aizsargā planētu no saules starojuma, vēja, kosmiskajiem stariem un ekstremālām temperatūras svārstībām.

Tomēr Zemes magnētiskais lauks gandrīz sabruka pirms 591 miljona gadu, un ironiskā kārtā šīm izmaiņām varēja būt izšķiroša loma sarežģītas dzīves uzplaukumā, atklāts jauns pētījums.

“Kopumā lauks ir aizsargājošs, ja mums Zemes vēstures sākumā nebūtu bijis lauka, Zeme no planētas būtu atņēmusi ūdeni.” Saules vējš “(Enerģētisko daļiņu straume, kas plūst no Saules uz Zemi),” sacīja Džons Tarduno, ģeofizikas profesors Ročesteras Universitātē Ņujorkā un jaunā pētījuma vecākais autors.

“Taču Ediakarānā mums bija ievērojams periods dziļās Zemes evolūcijā, kad procesi, kas rada magnētisko lauku… pēc miljardiem gadu kļuva tik neefektīvi, ka lauks gandrīz pilnībā sabruka.”

Pētījums tika publicēts žurnālā Zemes un vides komunikācijas 2. maijā tika konstatēts, ka Zemes magnētiskais lauks, ko rada Izkausētā dzelzs kustība Zemes ārējā kodolāTas ir bijis daudz vājāks par savu pašreizējo spēku vismaz 26 miljonus gadu. Zemes magnētiskā lauka nepārtrauktās vājināšanās atklāšana palīdzēja atrisināt arī ilgstošu ģeoloģisko noslēpumu par to, kad izveidojās Zemes cietais iekšējais kodols.

Šis laika posms atbilst periodam, kas pazīstams kā Ediacaran periods, kad pirmie kompleksie dzīvnieki parādījās jūras dibenā, palielinoties skābekļa daudzumam atmosfērā un okeānos.

Šie dīvainie dzīvnieki gandrīz neatgādina mūsdienu dzīvi, piemēram, skvoša dzenskrūves, caurules, kūkas un diski Dikinsonijakas sasniedz 1,4 metrus (4,6 pēdas) un Lēnām līdzīga Kimberella.

Pirms šī laika dzīvība lielākoties bija vienšūnas un mikroskopiska. Pētnieki uzskata, ka vājais magnētiskais lauks varēja izraisīt skābekļa palielināšanos atmosfērā, ļaujot attīstīties agrīnai sarežģītai dzīvībai.

Zināms, ka Zemes magnētiskā lauka intensitāte laika gaitā svārstās, un iežos saglabājušies kristāli satur nelielas magnētiskas daļiņas, kas tiek ierakstītas Zemes magnētiskā lauka intensitātes ierakstā.

Pirmie pierādījumi tam, ka Zemes magnētiskais lauks šajā periodā ievērojami vājinājās, tika iegūti 2019. gadā 565 miljonus gadu vecu iežu izpēte Kvebekā, kas norādīja, ka laukums tajā brīdī bija desmit reizes vājāks nekā šodien.

Jaunākais pētījums apkopoja vairāk ģeoloģisko pierādījumu, kas liecina, ka magnētiskais lauks bija ievērojami vājš, jo informācija, kas ietverta 591 miljonu gadu vecā klintī no vietas Brazīlijas dienvidos, liecina, ka magnētiskais lauks bija 30 reizes vājāks nekā šodien.

Vājš magnētiskais lauks ne vienmēr bija šāds: komanda pētīja līdzīgus iežus no Dienvidāfrikas, kas datēti ar vairāk nekā diviem miljardiem gadu, un atklāja, ka toreiz Zemes magnētiskais lauks bija tikpat spēcīgs kā šodien.

Atšķirībā no šodienas, Zemes visdziļākā daļa tajā laikā bija šķidrums, nevis cieta viela, kas ietekmēja magnētiskā lauka ģenerēšanas veidu, skaidroja Tarduno.

“Miljardiem gadu šis process kļuva mazāk efektīvs,” viņš teica.

“Brīdī, kad sasniedzām Ediakaru, lauks bija uz pēdējām kājām. Tas grasījās sabrukt. Bet mums, par laimi, bija kļuvis pietiekami auksts, ka iekšējais kodols sāka ģenerēt (stiprinot magnētisko lauku).”

Vecāko sarežģīto dzīvības formu parādīšanās, kas peld gar jūras dibenu, šajā laikā ir saistīta ar skābekļa līmeņa paaugstināšanos. Daži dzīvnieki var izdzīvot ar zemu skābekļa līmeni, piemēram, sūkļi un mikroskopiski dzīvnieki, bet lielākiem dzīvniekiem ar sarežģītākiem ķermeņiem, kas pārvietojas, ir nepieciešams vairāk skābekļa, sacīja Tarduno.

Tradicionāli skābekļa līmeņa paaugstināšanās šajā laikā tiek attiecināta uz tādiem fotosintēzes organismiem kā zilaļģes, kas ražoja skābekli, ļaujot tam laika gaitā vienmērīgi uzkrāties ūdenī, skaidroja pētījuma līdzautors Šuhajs Sjao, ASV Virdžīnijas tehnoloģiju ģeobioloģijas profesors. .

Tomēr jaunais pētījums ir ierosinājis alternatīvu vai papildu hipotēzi, kas ietver palielinātu ūdeņraža zudumu kosmosā, kad Zemes magnētiskais lauks ir vājš.

“Magnetosfēra aizsargā Zemi no saules vēja, tādējādi saglabājot atmosfēru pie Zemes, jo vājāka magnetosfēra nozīmē vieglāku gāzu, piemēram, ūdeņraža, zudumu no Zemes atmosfēras,” e-pastā piebilda Sjao.

Tarduno sacīja, ka vienlaikus var notikt vairāki procesi.

“Mēs neapstrīdam, ka viens vai vairāki no šiem procesiem notika vienlaikus, taču vājais lauks, iespējams, ļāva skābeklim pārsniegt slieksni, kas veicināja dzīvnieku starojuma attīstību,” sacīja Tarduno.

Pīters Driskols, Vašingtonas Kārnegi Zinātnes institūta Zemes un planētu laboratorijas zinātnieks, sacīja, ka piekrīt pētījuma rezultātiem par Zemes vājo magnētisko lauku, taču tiek apgalvots, ka vājš magnētiskais lauks var ietekmēt skābekli. atmosfēra. Bioloģisko evolūciju ir bijis grūti novērtēt. Viņš pētījumā nepiedalījās.

“Man ir grūti novērtēt šī apgalvojuma pamatotību, jo planētu magnētisko lauku ietekme uz klimatu nav labi saprotama,” viņš teica pa e-pastu.

Viņu hipotēze bija “labi pierādīta”, sacīja Tarduno, taču, lai pierādītu cēloņsakarību, būtu vajadzīgs grūts darbs desmitiem gadu, ņemot vērā to, cik maz ir zināms par tajā laikā dzīvojošajiem dzīvniekiem.

Ģeoloģiskā analīze atklāja arī svarīgas detaļas par Zemes centra visdziļāko daļu.

Aplēses par to, kad planētas iekšējais kodols varētu būt sacietējis, kad planētas centrā pirmo reizi kristalizējās dzelzs, svārstās no 500 miljoniem līdz 2,5 miljardiem gadu.

uz Pētījumi par Zemes magnētiskā lauka stiprumu Norāda šo vecumu Zemes iekšējais kodols Tas atrodas šīs laika skalas jaunākajā galā, kur tas sacietēja pirms 565 miljoniem gadu, ļaujot Zemes magnētiskajam vairogam atlēkt.

“Šķiet, ka novērojumi apstiprina apgalvojumu, ka iekšējais kodols vispirms izveidojās neilgi pēc šī laika, nospiežot ģeodinamo (mehānismu, kas rada magnētisko lauku) no vāja, nestabila stāvokļa uz spēcīgu, stabilu dipola lauku,” sacīja Driskols.

Lauka intensitātes atjaunošana pēc Ediacaran, pieaugot iekšējam kodolam, varēja būt svarīga, lai novērstu ar ūdeni bagātās Zemes izžūšanu, sacīja Tarduno.

Kas attiecas uz Ediacaran perioda eksotiskajiem dzīvniekiem, tie visi bija pazuduši līdz nākamajam kembrija periodam, kad Dzīves dažādība eksplodēja Mūsdienās pazīstamie dzīvības koka zari izveidojās salīdzinoši īsā laikā.