Dodano: 19 lutego 2021r.

Odwrócenie pola magnetycznego 42 tys. lat temu mogło spowodować masowe wymieranie

Tymczasowe gwałtowne zmiany w ziemskim polu magnetycznym, które miały miejsce 42 tys. lat temu, zapoczątkowały poważne zmiany klimatyczne. Doprowadziły one do masowego wymierania roślin i zwierząt. Mogły też skłonić naszych przodków do poszukiwania schronienia w jaskiniach, co tłumaczyłoby nagłe pojawienie się sztuki naskalnej na całym globie - wynika z nowych badań przeprowadzonych przez australijskich naukowców.

Odwrócenie pola magnetycznego 42 tys. lat temu mogło spowodować masowe wymieranie

 

Ten dramatyczny punkt zwrotny w historii Ziemi, który charakteryzował się burzami geomagnetycznymi, rozległymi zorzami i wzrostem poziomu promieniowania kosmicznego, został wywołany przez odwrócenie biegunów magnetycznych Ziemi i zmieniający się wiatr słoneczny – wskazują naukowcy z University of New South Wales (UNSW) w Sydney i South Australian Museum w publikacji, która ukazała się na łamach "Science".

Badacze nazwali ten okres "przejściowym zdarzeniem geomagnetycznym Adamsa", lub w skrócie "zdarzeniem Adamsa", w hołdzie dla pisarza science-fiction Douglasa Adamsa, autora m.in. „Autostopem przez Galaktykę”.

Odwrócenie pola magnetycznego zapisane w słojach drzewa

- Pierwszy raz w historii udało nam się precyzyjnie określić czas i wpływ na środowisko ostatniej zmiany biegunów magnetycznych Ziemi – przekonuje współautor badania prof. Chris Turney z UNSW. Odkrycie było możliwe dzięki starożytnemu, nowozelandzkiemu drzewu nazywanemu w języku maoryskim kauri (Agatis nowozelandzki, Agathis australis), które zachowało się w osadach przez ponad 40 tys. lat. – Dzięki niemu mogliśmy dokładnie określić czas, w którym doszło do zmian w ziemskim polu magnetycznym i prześledzić je rok po roku – mówi naukowiec.

Badacze od lat 60. ubiegłego wieku wiedzą, że bieguny magnetyczne Ziemi odwróciły się około 41-42 tys. lat temu. Wydarzenie to znane jest jako "Laschamps event" ("zdarzenie Laschamp"). Jednak do tej pory nie ustalono, jak to przebiegunowanie wpłynęło na życie na naszej planecie.

Nowe światło na sprawę rzuca analiza słoi starożytnego drzewa kauri. - Drzewo to jest jak kamień z Rosetty, który pomaga nam powiązać zmiany środowiskowe dostrzeżone w jaskiniach, rdzeniach lodowych i torfowiskach na całym świecie - mówi współautor badań prof. Alan Cooper z South Australian Museum.

Dzięki zebranym danym możliwe było opracowanie globalnego modelu klimatu, który panował na Ziemi ponad 40 tys. lat temu. Naukowcy byli w stanie prześledzić wzrost pokrywy lodowej i lodowców nad Ameryką Północną oraz zmiany w systemach burz tropikalnych.

Masowe wymieranie gatunków

Badacze od lat starali się wyjaśnić tajemnicę gwałtownego wymierania gatunków w Australii i na Tasmanii, do których doszło 42 tys. lat temu. - To zawsze wydawało się dziwne. Stało się to długo po przybyciu Aborygenów na te tereny, mniej więcej w tym samym czasie, kiedy środowisko Australii zmieniło się na jałowe - mówi prof. Cooper.

Zdaniem naukowców zdarzenie Adamsa może wyjaśnić wiele innych ewolucyjnych tajemnic, takich jak wyginięcie Neandertalczyków i nagłe, powszechne pojawienie się sztuki figuratywnej w jaskiniach na całym świecie. - To najbardziej zaskakujące i najważniejsze odkrycie, w które kiedykolwiek byłem zaangażowany - mówi prof. Cooper

Ziemia bez ochrony

Magnetyczny biegun północny Ziemi (czyli kierunek wskazywany przez igłę kompasu) nie ma stałej lokalizacji. Zazwyczaj znajduje się on w pobliżu geograficznego bieguna północnego, czyli najbardziej na północ wysuniętego punktu osi Ziemi.

Położenie biegunów magnetycznych zmienia się, na co wpływają procesy zachodzące w ziemskim jądrze. Zazwyczaj przemieszczenia są niewielkie, jednak ponad 41 tys. lat temu biegun północny i południowy całkowicie zamieniły się ze sobą miejscami. - zdarzenie Laschamp było ostatnim przebiegunowaniem Ziemi. Trwało około 800 lat, po czym bieguny magnetyczne wróciły na swoje poprzednie miejsca – mówi prof. Turney.

Do tej pory badania koncentrowały się na okresie, kiedy bieguny były odwrócone, a pole magnetyczne Ziemi słabsze o 28 proc. od jego dzisiejszej siły. Jednak według nowych ustaleń, najbardziej dramatyczny moment nastąpił, kiedy bieguny wędrowały w poprzek naszej planety.

- Podczas zdarzenia Adamsa ziemskie pole magnetyczne miało maksymalnie 6 proc. swojej dzisiejszej siły – tłumaczy prof. Turney. - Zasadniczo nie mieliśmy w ogóle pola magnetycznego, nasza tarcza chroniąca przed promieniowaniem kosmicznym całkowicie zniknęła – podkreśla.

Podczas załamania pola magnetycznego Ziemia pozostawała bez ochrony przed rozbłyskami słonecznymi i promieniowaniem kosmicznym. - Niefiltrowane promieniowanie z kosmosu rozrywa cząsteczki powietrza w ziemskiej atmosferze, oddzielając elektrony i emitując światło. Proces ten nazywamy jonizacją - mówi prof. Turney. - Zjonizowane powietrze dosłownie "usmażyło" warstwę ozonową Ziemi, wywołując falę zmian klimatycznych na całym globie – dodaje.

Zejście do jaskiń

W tamtym czasie zorze polarne były widoczne na całym globie, a nie tak jak współcześnie, jedynie na dalekiej północy i południu. – Nasi przodkowie mogli obserwować niesamowite, mieniące się zorze na niebie – mówi prof. Cooper.

Zjonizowane powietrze - które jest doskonałym przewodnikiem elektryczności - zwiększyło również częstotliwość występowania burz geomagnetycznych. – Ludziom mogło się wydawać, że nadchodzi koniec świata - uważa prof. Cooper.

Naukowcy są zdania, że dramatyczne zmiany środowiskowe sprzed 42 tys. lat mogły skłonić pierwszych ludzi do poszukiwania coraz bezpieczniejszych schronień. Mogłoby to wyjaśnić nagłe pojawienie się sztuki jaskiniowej na całym świecie w tamtym okresie.

- Sądzimy, że gwałtowny wzrost poziomu promieniowania UV, szczególnie podczas rozbłysków słonecznych, czynił z jaskiń wyjątkowo dobre schronienia. Powszechny motyw sztuki jaskiniowej w postaci odcisków dłoni z czerwonej ochry może sygnalizować, że była ona używana jako filtr przeciwsłoneczny – mówi prof. Cooper.

Odkrywanie starożytnych wskazówek

Badania rozpoczęły się dwa lata temu, po odkryciu w mieście Ngāwhā w Nowej Zelandii starożytnego drzewa kauri, z pniem o średnicy 2,5 metra. Drzewo żyło w czasie zdarzenia Laschamp.

- Podobnie jak inne znajdowane w ziemi kłody kauri, drewno z Ngāwhā jest bardzo dobrze zachowane - mówi dr Jonathan Palmer z UNSW, specjalista w datowaniu słojów drzew.

Używając datowania radiowęglowego, zespół prześledził zmiany w atmosferze zachodzące w czasie przebiegunowania. Dzięki zachowanym słojom możliwe było śledzenie ich rok po roku. Wszystko to pomogło w zrekonstruowaniu tego dramatycznego okresu w historii Ziemi, kiedy to łańcuch zmian środowiskowych i klimatycznych doprowadził do masowego wymierania gatunków.

Naukowcy są zaniepokojeni obecnym szybkim przemieszczaniem się północnego bieguna magnetycznego. Wielu badaczy spekuluje, że jesteśmy u progu kolejnego przebiegunowania Ziemi. Takie odwrócenie biegunów mogłoby współcześnie mieć katastrofalny wpływ na naszą planetę.

Zniszczeniu uległyby sieci elektryczne i satelitarne, co w połączeniu z kryzysem klimatycznym mogłoby doprowadzić ludzkość na skraj przepaści. Dlatego badacze apelują o powstrzymanie zmian klimatycznych, póki jeszcze nie jest za późno.

 

Źródło: University of New South Wales, fot. NASA's Goddard Space Flight Center