Evenimentul cosmic care a rescris istoria climatică a Pământului

În urmă cu două milioane de ani, sistemul solar a întâlnit un nor dens interstelar care ar fi putut influența semnificativ clima Pământului prin comprimarea heliosferei și expunerea planetei la niveluri ridicate de radiații cosmice și raze galactice. (Conceptul artistului.) Credit: SciTechDaily.com

Noi cercetări astrofizice aruncă lumină asupra unui eveniment cosmic important care a avut loc acum două milioane de ani, când sistemul solar a trecut printr-un nor dens interstelar. Este posibil ca acest lucru să fi schimbat climatul Pământului prin expunerea acestuia la radiații cosmice îmbunătățite, susținute de izotopi crescuti găsiți în înregistrarea geologică.

Pământul era un loc foarte diferit în urmă cu aproximativ două milioane de ani, cu strămoșii noștri umani timpurii trăind alături de tigri cu dinți de sabie, mastodonti și rozătoare uriașe. În funcție de locul în care se aflau, ar fi putut fi frig: pământul căzuse În îngheț, cu mai multe ere glaciare care vin și pleacă până acum aproximativ 12.000 de ani. Oamenii de știință susțin că erele glaciare apar din mai multe motive, inclusiv înclinarea și rotația planetei, plăcile tectonice deplasate, erupțiile vulcanice și nivelurile de dioxid de carbon din atmosferă.

Dar dacă astfel de schimbări drastice sunt rezultatul nu numai al mediului Pământului, ci și al poziției Soarelui în galaxie?

Efectul călătoriei Soarelui în galaxie

Într-o nouă lucrare publicată astăzi (10 iunie) în astronomie naturală, Autorul principal și astrofizicianul Merav Ofer – profesor de astronomie la Universitatea din Boston și coleg la Institutul Harvard Radcliffe – a găsit dovezi că acum aproximativ 2 milioane de ani, sistemul solar a întâlnit un nor interstelar atât de dens încât ar fi putut interfera cu soarele. vânt. Over și colegii ei cred că acest lucru indică faptul că poziția Soarelui în spațiu poate modela istoria Pământului mai mult decât se credea anterior.

Rolul heliosferei în protejarea Pământului

Întregul nostru sistem solar este acoperit cu un strat protector plasmă Scutul care emană de la Soare, cunoscut sub numele de heliosferă. Ele sunt formate dintr-un flux continuu de particule încărcate, numit vântul solar, care se extinde mult dincolo PlutonCe acoperă planetele? NASA sună „Bulă uriașă”. Ne protejează de radiații și razele galactice care se pot schimba ADNOamenii de știință cred că acest lucru este o parte din motivul pentru care viața pe Pământ a evoluat așa cum a evoluat.

Conform celor mai recente cercetări, norul rece a comprimat heliosfera într-un mod care a plasat pentru scurt timp Pământul și alte planete din sistemul solar în afara influenței heliosferei.

Efectele întâlnirii galactice pe Pământ

„Această lucrare este prima care arată cantitativ că a existat o coliziune între Soare și ceva din afara sistemului solar care ar afecta clima Pământului”, spune Over, un expert în heliosferic.

Modelele ei ne-au modelat înțelegerea științifică a heliosferei și a modului în care bula este formată de vântul solar care apasă pe mediul interstelar, spațiul dintre stele și dincolo de heliosferă din galaxia noastră. Teoria ei este că heliosfera seamănă cu un croissant umflat, o idee care a șocat comunitatea fizicii spațiale. Acum aruncă o nouă lumină asupra modului în care heliosfera, unde Soarele se mișcă prin spațiu, afectează chimia atmosferei Pământului.

„Stelele se mișcă, iar acum această lucrare arată că nu numai că se mișcă, dar se confruntă cu schimbări dramatice”, spune Over. Am descoperit pentru prima dată acest studiu și am început să lucrez la el în timpul unei burse de un an la Institutul Harvard Radcliffe.

Perspective de simulare în interacțiunile cosmice

Pentru a studia acest fenomen, Ofer și colaboratorii ei au privit înapoi în timp, folosind modele computerizate sofisticate pentru a vizualiza unde se afla Soarele, împreună cu el, heliosfera și restul sistemului solar în urmă cu două milioane de ani.

Ei au cartografiat, de asemenea, traseul sistemului local de benzi de nori reci, o serie de nori mari, densi, foarte reci alcatuiti in mare parte din atomi de hidrogen. Simulările lor au arătat că unul dintre norii din apropierea sfârșitului acestei benzi, numit Local Lynx of Cold Cloud, s-ar putea ciocni cu heliosfera.

Dovezi geologice și cosmologice

Dacă acest lucru s-ar fi întâmplat, spune Over, Pământul ar fi fost complet expus la mediul interstelar, unde gazul și praful se amestecă cu elementele atomice rămase de la explodarea stelelor, inclusiv fier și plutoniu. În mod normal, heliosfera filtrează majoritatea acestor particule radioactive. Dar fără protecție, pot ajunge cu ușurință la sol.

Potrivit lucrării, acest lucru este în concordanță cu dovezile geologice care arată o creștere a izotopilor de 60Fe (fier 60) și 244Pu (plutoniu 244) în ocean, pe Lună, zăpadă antarctică și nuclee de gheață din aceeași perioadă de timp. Timpul se potrivește și cu înregistrările de temperatură care indică o perioadă de răcire.

Influențe galactice pe termen lung

„Cartierul nostru cosmic din afara sistemului solar afectează rareori viața de pe Pământ”, spune Avi Loeb, director al Institutului de Teorie și Calcul de la Universitatea Harvard și coautor al lucrării. „Este interesant să descoperim că trecerea noastră prin norii denși cu câteva milioane de ani în urmă ar fi putut expune Pământul la un flux mult mai mare de raze cosmice și atomi de hidrogen cartierul nostru cosmic.

Presiunea exterioară a râului local din norul rece ar fi putut bloca în mod continuu heliosfera de la câteva sute de ani până la un milion de ani, în funcție de dimensiunea norului, spune Over. „Dar de îndată ce Pământul s-a îndepărtat de norul rece, heliosfera a cuprins toate planetele, inclusiv Pământul”, spune ea. Acesta este cazul astăzi.

Cercetarea viitoare și implicațiile sale

Este imposibil de știut efectul exact al norilor reci pe Pământ, deoarece ar putea declanșa o era glaciară. Dar există alți câțiva nori reci în mediul interstelar, pe care Soarele i-a întâlnit probabil în miliardele de ani de la naștere, spune Over. Probabil că se va clătina și mai mult peste un milion de ani sau cam așa ceva.

Ofer și colaboratorii ei lucrează acum pentru a urmări unde era soarele în urmă cu șapte milioane de ani și chiar mai în urmă. Poziția Soarelui cu milioane de ani în urmă, precum și sistemul de nori reci, a fost posibilă prin datele colectate de misiunea Gaia a Agenției Spațiale Europene, care construiește cea mai mare hartă 3D a galaxiei și oferă o privire fără precedent asupra galaxie. Viteza de mișcare a stelelor.

Explorează drumul trecut al soarelui

„Acest nor era deja în trecutul nostru și dacă am traversa ceva atât de masiv, am fi expuși mediului interstelar”, spune Over. Efectul încrucișării căilor care conțin mult hidrogen și material radioactiv este neclar, așa că Ofer și echipa ei de la Universitatea din Boston NASA– Finanţat SHIELD (Vânt solar cu schimb de ioni de hidrogen și dinamică la scară largă) DRIVE Science Center Ei explorează acum impactul pe care acest lucru l-ar putea avea asupra radiațiilor Pământului, precum și asupra atmosferei și climei.

„Acesta este doar începutul”, spune Ofer. Ea speră că această lucrare va deschide ușa pentru explorarea în continuare a modului în care sistemul solar a fost afectat de forțele externe în trecutul profund și a modului în care aceste forțe, la rândul lor, au modelat viața pe planeta noastră.

Referință: „Posibilitatea expunerii directe a Pământului la mediul interstelar rece și dens acum 2-3 milioane de ani” 10 iunie 2024, Astronomia naturii.
doi: 10.1038/s41550-024-02279-8

Această cercetare a fost susținută de NASA.