De mulți ani, oamenii de știință studiază modul în care supernovele ar putea afecta viața pe Pământ. Supernovele sunt evenimente extrem de puternice și, în funcție de cât de apropiate sunt de Pământ, acestea ar putea avea consecințe, de la cataclism până la nesemnificativ. Dar acum, oamenii de știință din spatele unei noi lucrări spun că au dovezi specifice care leagă una sau mai multe supernove cu un eveniment de extincție în urmă cu 2,6 milioane de ani.
În urmă cu aproximativ 2,6 milioane de ani, una sau mai multe supernove au explodat aproximativ 50 de parsecuri, sau aproximativ 160 de ani-lumină, departe de Pământ. În același timp, a existat și un eveniment de extincție pe Pământ, denumit extincția megafaună marină a Pliocenului. Până la o treime din marile specii marine de pe Pământ au fost șterse la vremea respectivă, majoritatea trăind în apele de coastă superficiale.
„De data asta, este diferit. Avem dovezi despre evenimente din apropiere la un moment dat. ” - Dr. Adrian Melott, Universitatea din Kansas.
Noua lucrare trasează o legătură între supernove și extincție și sugerează că particulele numite muoni au fost părțile vinovate. Dovezile nu se regăsesc doar în evidența fosilelor, ci într-un strat al unui tip radioactiv de fier depus pe Pământ acum aproximativ 2,6 milioane de ani, numit fier 60. Dovada se găsește și în spațiu, sub forma unei bule în expansiune create. de una sau mai multe supernovee.
Lucrarea este de la autorul principal Adrian Melott, profesor emerit de fizică și astronomie la Universitatea din Kansas, și coautori la Universidade Federal de São Carlos, în Brazilia. Melott a spus într-un comunicat de presă că studiază efectele pe care supernovele le-ar putea avea pe Pământ. Dar această lucrare este mult mai specifică și leagă extincția Pliocenului cu supernovele specifice. „De data asta, este diferit. Avem dovezi despre evenimente din apropiere la un moment dat ”, a spus Melott. „Știm cât de departe erau, așa că putem calcula cum ar fi afectat Pământul și să-l comparăm cu ceea ce știm despre ceea ce s-a întâmplat în acel moment - este mult mai specific.”
Ce ne spun aceste specificații?
În primul rând, să vorbim despre fier, mai exact despre fierul 60. Fierul 60 este un izotop al elementului fier. Un izotop este pur și simplu un atom cu un număr diferit de neutroni în nucleul său. Tot fierul are același număr de protoni - 26 - și un număr egal de electroni, de asemenea 26. Dar numărul său de neutroni poate varia. Cea mai mare parte a fierului din univers, inclusiv aici, pe Pământ, este fier 56. Fierul 56 are un nucleu stabil de 26 de protoni și 30 de neutroni. Fierul 56 este stabil, ceea ce înseamnă că nu este radioactiv și nu se descompune.
Dar aici, pe Pământ, există și unele 60 de fier, cu un nucleu instabil care conține 26 de protoni și 34 de neutroni. Este radioactiv și scade pentru a deveni în cele din urmă nichel. Există 60 de reziduuri de fier în diferite momente de-a lungul registrului geologic, cu un pic mare în urmă cu aproximativ 2,6 milioane de ani. Dar iată lucrul: orice fier 60 care făcea parte din Pământ când s-a format Pământul ar fi decăzut cu mult timp până la nichel. Nu ar mai rămâne nici o urmă din el.
„Încă de la mijlocul anilor ’90, oamenii au spus:„ Hei, caută fier-60. Este o poveste, deoarece nu există altă cale de a ajunge pe Pământ, ci de la o supernovă. ”- Adrian Melott, Universitatea din Kansas.
Deci, dacă există un vârf de fier acum 60 2,6 milioane de ani, trebuia să vină de undeva. Și că undeva nu putea fi decât spațiu. Și din moment ce supernovele sunt singurul lucru care poate crea fierul 60 și îl poate răspândi prin spațiu, trebuie să fie de la o supernovă.
Dar fierul 60 nu a ucis marile animale marine. Sigur, este radioactiv, dar nu este vinovatul din spatele dispariției. Sunt doar dovezi ale unei supernove în același timp cu dispariția.
Există o altă dovadă care susține teoria „morții prin supernova”: o bulă uriașă în spațiu.
Funcția este numită Bulă locală, o cavitate scobită în mediul interstelar. Mediul interstelar este materia și radiația care există în spațiul dintre sistemele stelare, în cadrul unei galaxii. Este practic gaz, praf și raze cosmice, și se umple în spațiul dintre sistemele solare.
Bulă locală este o formă care a fost scoasă din mediul interstelar de către una sau mai multe supernove. Sistemul nostru solar se află în interiorul lui, așa cum sunt stele precum Antares și Beta Canis Majoris.
Nu există niciun alt eveniment care ar fi putut scoate la iveală Bulă locală. Când explodează o supernovă, valul de șoc elimină gazul și praful din zona sa, creând o bulă. Bulele nu sunt complet goale, rămân niște gaze foarte calde și cu densitate foarte mică. Dar majoritatea norilor de gaz au dispărut.
"Avem Bulă Locală în mediul interstelar", a spus Melott. „Avem dreptate la marginea sa. Este o regiune uriașă de aproximativ 300 de ani-lumină. Este practic gazul foarte cald, cu densitate foarte scăzută - aproape toți norii de gaz au fost eliminați. Cea mai bună metodă de a produce o bulă de genul acesta este o mulțime de supernove care o suflă din ce în ce mai mare și asta pare să se potrivească bine cu ideea unui lanț. ”
Așadar, dacă dovezile, atât Bulă locală, cât și Fierul 60, susțin apariția mai multor supernove care provoacă dispariția megafaunei marine Pliocen, care a fost exact mecanismul acestei extincții? Iron 60 nu o poate face și nici nu poate să buleze în spațiu. Deci ce s-a întâmplat?
Melott și echipa sa spun că totul se reduce la particule sub-atomice numite muoni.
„Cea mai bună descriere a unui muon ar fi un electron foarte greu, dar un muon este de câteva sute de ori mai masiv decât un electron.” - Adrian Melott, autor principal, Universitatea din Kanasas.
Când supernovele au răspândit fierul 60 pe Pământ, nu a fost singurul lucru care a venit să plouă din spațiu. Erau și muoni. Mulți pot fi descriși cel mai bine drept „electroni grei” în conformitate cu Melott. Și deși primim constant muoni din spațiu, cei mai mulți dintre ei trec direct prin noi inofensiv, doar ciudatul interacționează cu noi și alcătuind o parte din radiațiile cu care suntem constant bombardați.
„Cea mai bună descriere a unui muon ar fi un electron foarte greu - dar un muon este de câteva sute de ori mai masiv decât un electron”, a spus Melott. „Sunt foarte pătrunzători. Chiar și în mod normal, sunt multe care trec prin noi. Aproape toate trec prin inofensiv, însă aproximativ o cincime din doza noastră de radiații vine cu muoni. ”
Dar asta s-a schimbat atunci când supernovele au explodat. Ar fi fost de sute de ori mai mulți decât numărul normal de fundal. Și pentru animalele mai mari cu suprafețe mai mari, asta înseamnă o expunere mult mai mare la radiații.
„Dar când acest val de raze cosmice lovește, înmulțiți muioanele cu câteva sute”, a spus Melott. „Doar o mică parte dintre aceștia vor interacționa în orice fel, dar când numărul este atât de mare și energia lor atât de mare, veți obține mutații crescute și cancer - acestea ar fi principalele efecte biologice. Am estimat că cancerul va crește cu aproximativ 50 la sută pentru ceva de dimensiunea unui om - și cu cât ești mai mare, cu atât este mai rău. Pentru un elefant sau o balenă, doza de radiație crește. ”
Deci, supernovele îndepărtate au provocat un vârf masiv în numărul de muoni care lovesc Pământul, crescând incidența cancerului, în special la animalele marine mari. Și cu cât un animal este mai adânc în apă, cu atât este mai protejat, extincția pentru animale marine mai mari în apele de coastă mai puțin adânci a fost un produs secundar.
Un animal marin deosebit de mare - și infam - a dispărut în timpul stingerii megafaunei marine Pliocen: Megalodonul, unul dintre cei mai mari și mai puternici prădători care au trăit vreodată pe Pământ.
Megalodonul era un rechin antic la fel de mare ca un autobuz școlar care a dispărut acum 2,6 milioane de ani. „Una dintre extincțiile care s-au întâmplat acum 2,6 milioane de ani a fost Megalodon”, a spus Melott. „Imaginează-ți marele rechin alb din„ Jaws ”, care a fost enorm - și asta este Megalodon, dar era cam de dimensiunea unui autobuz școlar. Pur și simplu au dispărut cam pe atunci. Deci, putem specula că ar putea avea ceva de-a face cu muioanele. Practic, cu cât creatura este mai mare, cu atât ar fi fost mai mare creșterea radiațiilor. ”
După cum recunoaște Melott, aici există anumite speculații. Pot fi și alte motive pentru dispariția sa, inclusiv răcirea oceanelor ca urmare a unei epoci de gheață. Nivelul mării ar fi scăzut, de asemenea, în timpul unei epoci de gheață, ceea ce înseamnă că specia a pierdut zone bune de alăptare.
Megalodonul nu a fost singura specie care a dispărut în acea perioadă. Într-o lucrare din 2017, cercetătorii au documentat stingerea altor megafaune marine, inclusiv mamifere, păsări de curte și broaște țestoase. Dar oare una sau mai multe supernove ar fi putut provoca toate acestea?
Pământul era într-o perioadă de variabilitate climatică la acea vreme, așa că este dificil să evadezi efectele individuale pe care supranovele și schimbările climatice le-ar fi avut asupra dispariției. Și un alt studiu a sugerat o legătură de supernova diferită la dispariția Pliocen-Pleistocen.
Într-un studiu din 2002, cercetătorii s-au uitat la Bulă locală și la Fierul 60 al Pământului și au ajuns la concluzia că ambele au fost un factor în dispariție. Dar au prezentat un mecanism diferit. Ei au spus că supernovele au provocat o lovitură a luminii ultraviolete să lovească Pământul, ucigând creaturi mici la baza lanțului alimentar și că, la rândul lor, a dus la moartea megafaunei marine mai mari.
Pentru Melott și echipa sa, teoria supernovelor muon face parte din ea. Cercetătorul de la Universitatea din Kansas a spus că dovezile unei supernove, sau a unei serii ale acestora, sunt „o altă piesă de puzzle” pentru a clarifica posibilele motive pentru dispariția graniței Pliocen-Pleistocen.
„Într-adevăr nu a existat nicio explicație bună pentru dispariția megafaunalului marin”, a spus Melott. „Acesta ar putea fi unul. Este această schimbare de paradigmă - știm că s-a întâmplat ceva și când s-a întâmplat, așa că pentru prima dată putem săpa cu adevărat și să căutăm lucrurile într-un mod cert. Acum putem să ne definim cu adevărat care ar fi efectele radiațiilor într-un mod care nu era posibil până acum. "
- Lucrare științifică: extincția megafaunei marine Pliocen și impactul acesteia asupra diversității funcționale.
- Comunicat de presă: Cercetătorii consideră dacă supernovele au ucis animale mari din ocean în zorii Pleistocenului
- Lucrare științifică: Ipoteză: doza de radiație de muon și extincția megafaunală marină la sfârșitul Supernovei Pliocene
- Lucrare științifică: EVIDENȚĂ PENTRU EXPLOZIȚII SUPERNOVA PROPRE
