Zabójcze promieniowanie kosmiczne pochodzące z pobliskich supernowych może być odpowiedzialne za co najmniej jedno zdarzenie masowego wymierania gatunków na Ziemi – wynika z nowych badań.
Profesor Brian Fields z University of Illinois, Urbana-Champaign analizował scenariusz, według którego wydarzenia astronomiczne, takie jak supernowe, były odpowiedzialne za zachodzące na naszej planecie masowe wymierania gatunków. Wraz z zespołem uczonych skupił się na wymieraniu, które miało miejsce na przełomie okresów dewonu i karbonu. Badania wykazały, że zapis kopalny z tego okresu zawiera szczątki roślin, które noszą ślady narażenia na promieniowanie ultrafioletowe – dowód długotrwałego zniszczenia warstwy ozonowej.
Rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Proceedings of the National Academy of Sciences”.
Warstwa ozonowa
– Katastrofy na Ziemi, takie jak wybuchy wulkanów czy globalne ocieplenie, również mogą zniszczyć warstwę ozonową, ale dowody na to są niejednoznaczne dla danego przedziału czasowego – powiedział Fields. – Proponujemy scenariusz, według którego jedna lub więcej eksplozji supernowych, około 65 lat świetlnych od Ziemi, była odpowiedzialna za przedłużającą się utratę ozonu na naszej planecie – dodał.
– Obecnie jednym z najbliższych zagrożeń związanych z supernową jest gwiazda Betelgeza, która znajduje się ponad 600 lat świetlnych od nas. Jest ona jednak zbyt daleko od nas – przyznała Adrienne Ertel, współautorka badań.
Zespół zbadał inne astrofizyczne przyczyny zubożenia warstwy ozonowej, takie jak uderzenia meteorytów, erupcje słoneczne i rozbłyski gamma. – Wydarzenia te szybko się kończą i jest mało prawdopodobne, aby spowodowały długotrwałe zubożenie warstwy ozonowej, które nastąpiło pod koniec okresu dewonu – powiedział Jesse Miller, który również brał udział w badaniach.
Supernowe
Uczeni stwierdzili, że wybuch supernowej nadchodzi w dwóch uderzeniach. Analizowana przez nich koncepcja mogła wyglądać następująco. Eksplozja natychmiast oblewa Ziemię szkodliwym promieniowaniem UV, promieniami rentgenowskimi i promieniami gamma. Później wybuch szczątków supernowej uderza w Układ Słoneczny, wystawiając planetę na długotrwałe działanie promieni kosmicznych. Uszkodzenia ziemskiej warstwy ozonowej mogły być odbudowywane nawet 100 000 lat.
Jednak dowody w zapisie kopalnym wskazują na trzy razy dłuższy spadek bioróżnorodności wynikający z masowego wymierania gatunków z okresu przełomu dewonu i karbonu, co sugeruje możliwość wielu katastrof, a może nawet wielokrotnych eksplozji supernowych. – Jest to całkowicie możliwe. Masywne gwiazdy zwykle występują w gromadach z innymi masywnymi gwiazdami, a kolejne supernowe prawdopodobnie pojawią się wkrótce po pierwszej eksplozji – powiedział Miller.
Izotopy plutonu i samaru
Jak przyznali uczeni z zespołu Fieldsa, kluczem do udowodnienia, że to supernowa bądź supernowe odpowiadają za masowe wymieranie, byłoby znalezienie radioaktywnych izotopów plutonu-244 i samaru-146 w skałach i skamielinach zdeponowanych w badanym okresie. – Żaden z tych izotopów nie występuje obecnie na Ziemi w sposób naturalny, a jedyną drogą, którą mógłby się tu dostać, są kosmiczne eksplozje – powiedział Zhenghai Liu, także współautor badań.
Fields porównał całą sprawę do… bananów. – Kiedy widzę zielone banany w Illinois, wiem, że są świeże i że nie rosły tutaj. Pu-244 i Sm-146 rozpadają się z czasem. Jeśli więc znajdziemy te radioizotopy na Ziemi, będziemy wiedzieć, że są świeże i nie pochodzą stąd – zielone banany świata izotopów, a tym samym dowód na pobliską supernową – ocenił Fields.
Naukowcy nie poszukiwali jeszcze Pu-244 czy Sm-146 w skałach i skamielinach z pogranicza dewonu i karbonu. Zespół Fieldsa miał na celu zdefiniowanie wzorców w zapisie geologicznym, które wskazywałyby na wybuchy supernowych.
– Nadrzędnym przesłaniem naszych badań jest to, że życie na Ziemi nie istnieje w izolacji. Jesteśmy obywatelami większego kosmosu, a kosmos ingeruje w nasze życie – często niezauważalnie, ale czasami zaciekle – podkreślił Fields.
