شواهد نشان می دهد که یک میدان مغناطیسی ضعیف میلیون ها سال پیش ممکن است باعث گسترش حیات در زمین شده باشد.
دوره ادیاکران، که حدود 635 تا 541 میلیون سال پیش را در بر می گرفت، لحظه ای مهم در تاریخ زمین بود. این یک دوره دگرگونی را نشان داد که در طی آن موجودات چند سلولی پیچیده ظاهر شدند و آغاز به کار کردند انفجار زندگی.
اما این هجوم حیات چگونه شکل گرفت و چه عواملی روی زمین ممکن است در آن نقش داشته باشند؟
محققان شواهد قانع کننده ای یافته اند که نشان می دهد میدان مغناطیسی زمین زمانی که حیوانات ماکروسکوپی دوره ادیاکاران متنوع و شکوفا شدند، در وضعیت بسیار غیرعادی قرار داشت. تحقیقات آنها این سوال را مطرح می کند که آیا این نوسانات در میدان مغناطیسی باستانی زمین منجر به تغییراتی در سطح اکسیژن شده است که ممکن است برای گسترش اشکال حیات در میلیون ها سال پیش حیاتی بوده باشد.
مطالعه در ظاهر می شود ارتباطات طبیعت زمین و محیط زیست.
به گفته جان تاردونو، استاد دپارتمان علوم زمین و محیط زیست در دانشگاه روچستر، یکی از قابل توجه ترین اشکال زندگی در دوره ادیاکران جانوران ادیاکران. آنها به دلیل شباهت خود به حیوانات اولیه قابل توجه بودند – برخی حتی اندازه آنها به بیش از یک متر (سه فوت) می رسید و متحرک بودند، که نشان می دهد آنها احتمالاً به اکسیژن بیشتری نسبت به اشکال زندگی قبلی نیاز داشتند.
تاردونو می‌گوید: «ایده‌های قبلی برای پیدایش جانوران شگفت‌انگیز ادیاکران شامل محرک‌های ژنتیکی یا زیست‌محیطی بود، اما زمان‌بندی اخیر میدان ژئومغناطیسی بسیار کم، ما را به بازنگری در مسائل زیست‌محیطی و به‌ویژه اکسیژن‌رسانی اتمسفر و اقیانوس برانگیخت.
اسرار مغناطیسی
حدود 2800 مایل زیر ما، آهن مایع در هسته بیرونی زمین می چرخد و ایجاد می کند. میدان مغناطیسی محافظ. اگرچه میدان مغناطیسی نامرئی است، اما برای حیات روی زمین ضروری است زیرا از سیاره در برابر بادهای خورشیدی – جریان های تابش خورشید – محافظت می کند. اما میدان مغناطیسی زمین همیشه به اندازه امروز قوی نبود.
محققان پیشنهاد می کنند که یک میدان مغناطیسی غیرمعمول کم ممکن است در افزایش حیات حیوانات نقش داشته باشد. با این حال، بررسی این رابطه به دلیل داده های محدود در مورد قدرت میدان مغناطیسی در این مدت چالش برانگیز بود.
تاردونو و تیمش از استراتژی‌ها و تکنیک‌های ابتکاری برای بررسی قدرت میدان مغناطیسی با مطالعه مغناطیس قفل شده در بلورهای سنگی فلدسپات و پیروکسن باستانی استفاده کردند. آنورتوزیت. کریستال ها حاوی ذرات مغناطیسی هستند که از زمان تشکیل مواد معدنی، مغناطش را حفظ می کنند. با قدمت گذاری این سنگ ها، محققان می توانند جدول زمانی توسعه میدان مغناطیسی زمین را بسازند.
این تیم با استفاده از ابزارهای پیشرفته، از جمله لیزر CO2 و مغناطیس سنج تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID)، کریستال ها و مغناطیس قفل شده در داخل را به طور دقیق تجزیه و تحلیل کردند.
هسته و تکامل زمین
داده‌های آنها نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی زمین در برخی مواقع در دوره ادیاکران ضعیف‌ترین میدانی بود که تاکنون شناخته شده است – تا 30 برابر ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی امروزی – و قدرت میدان بسیار کم حداقل 26 میلیون سال دوام آورده است.
میدان مغناطیسی ضعیف، ذرات باردار خورشید را آسان‌تر می‌کند تا اتم‌های سبک مانند هیدروژن را از جو جدا کنند و باعث فرار آنها به فضا شود. اگر از دست دادن هیدروژن قابل توجه باشد، به جای واکنش با هیدروژن برای تشکیل بخار آب، ممکن است اکسیژن بیشتری در جو باقی بماند. این واکنش ها در طول زمان می تواند منجر به تجمع اکسیژن شود.
تحقیقات جدید نشان می دهد که در دوره ادیاکران، میدان مغناطیسی بسیار ضعیف باعث از دست رفتن هیدروژن برای حداقل ده ها میلیون سال شده است. این ضرر ممکن است منجر به افزایش اکسیژن رسانی اتمسفر و سطح اقیانوس، امکان ظهور اشکال پیشرفته تری از حیات را فراهم می کند.
تاردونو و تیم تحقیقاتی‌اش قبلاً دریافتند که قدرت میدان ژئومغناطیسی در دوره کامبرین بعدی، زمانی که بیشتر گروه‌های جانوری در فسیل‌ها ظاهر شدند و میدان مغناطیسی محافظ بازسازی شد، بهبود یافت و به حیات اجازه شکوفایی داد.
تاردونو می‌گوید: «اگر میدان بسیار ضعیف پس از ادیاکاران باقی می‌ماند، زمین می‌توانست بسیار متفاوت از سیاره پرآب امروزی به نظر برسد: از دست دادن آب می‌توانست به تدریج زمین را خشک کند.
این کار نشان می دهد که درک فضای داخلی سیاره برای در نظر گرفتن پتانسیل حیات فراتر از زمین بسیار مهم است.
تاردونو می‌گوید: «فکر این که فرآیندهای هسته زمین می‌توانند در نهایت با تکامل مرتبط باشند، بسیار شگفت‌انگیز است. همانطور که ما در مورد امکان حیات در جاهای دیگر فکر می کنیم، باید چگونگی شکل گیری و تکامل سیاره های درونی را نیز در نظر بگیریم.
بنیاد ملی علوم از این کار حمایت کرد.
منبع: دانشگاه روچستر
