Международная группа ученых проанализировала геологические данные за последние 540 миллионов лет и обнаружила удивительную корреляцию между изменениями силы магнитного поля Земли и уровнем кислорода в атмосфере. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Неизвестная сила 540 миллионов лет влияет на кислород и магнитное поле Земли
Международная группа ученых проанализировала геологические данные за последние 540 миллионов лет и обнаружила удивительную корреляцию между изменениями силы магнитного поля Земли и уровнем кислорода в атмосфере. Это открытие может дать новый взгляд на эволюцию сложных организмов.
Солнечный ветер, от которого Землю защищает магнитное поле. https://science.howstuffworks.com/
За последние 540 миллионов лет магнитное поле Земли неоднократно меняло полярность — происходили так называемые геомагнитные инверсии. В такие периоды поле сильно ослабевало, иногда почти исчезая на несколько тысяч лет. Это делало атмосферу уязвимой для солнечного ветра и космического излучения, но, как показывает новое исследование, потери кислорода все-таки оставались незначительными по сравнению с его производством биосферой.
Анализируя геологические данные, ученые обнаружили, что периоды усиления магнитного поля совпадают с ростом концентрации кислорода, а резкие скачки или падения этих показателей происходили в одни и те же геологические эпохи. Эта корреляция может оказаться ключом к пониманию эволюции жизни на планете и поможет астрономам точнее выбирать экзопланеты для поиска признаков сложной жизни.
Кислород и магнитное поле
Третья сила
Однако прямой причинно-следственной связи между магнитным полем и кислородом пока не выявлено. Возможно, оба явления зависят от некоего третьего, пока не установленного геофизического процесса. Магнитное поле действительно защищает атмосферу от солнечного ветра, который способен уносить газы в космос, но расчеты показывают: даже при ослаблении магнитного поля потери кислорода были бы незначительны по сравнению с его производством фотосинтезирующими организмами и геохимическими циклами.
Лес в пермском периоде (репродукция художника), когда уровень кислорода в атмосфере достигал более 35%. Сегодня в атмосфере 21% кислорода.
Одна из гипотез связывает оба процесса с тектонической активностью. Движение плит приводит к образованию и распаду суперконтинентов, что высвобождает питательные вещества и стимулирует бурный рост водорослей — главных производителей кислорода. Эти же процессы в мантии Земли могут влиять и на динамику жидкого внешнего ядра, где формируется магнитное поле.
Как отмечает соавтор работы, биогеохимик Бенджамин Миллс: «Мы не думаем, что магнитное поле напрямую влияет на кислородный цикл, но оба явления могут быть результатом одних и тех же процессов. Если такие параметры, как скорость, с которой раздвигается океаническая кора, влияют на магнитное поле, то тектонический цикл может управлять и кислородом, и магнитным полем одновременно».
Работа показывает насколько важна роль магнитного поля для возникновения и поддержания сложной жизни. По словам Миллса, работа поможет сузить круг экзопланет, на которых стоит искать признаки сложной жизни.