4 Minuten
Žemės gyvybingumo paslaptis: magnetinio lauko ir deguonies sąveika
Žemės gebėjimas palaikyti sudėtingą gyvybę yra nulemtas išskirtinių planetos savybių – deguonies prisotintos atmosferos ir stipraus magnetinio lauko. Abu šie veiksniai svarbūs atskirai: deguonis būtinas beveik visiems sausumos organizmams, o magnetinis laukas saugo Žemę nuo žalingos kosminės ir Saulės spinduliuotės. Tačiau naujas, reikšmingas tyrimas, paskelbtas „Science Advances“ žurnale (autoriai iš NASA, Vašingtono universiteto ir Lydso universiteto), atskleidė netikėtą ryšį tarp šių dviejų sistemų, kuris, tikėtina, buvo itin svarbus Žemės tolimoje praeityje.
Senovės užuominos: 540 milijonų metų duomenų įrašas
Norėdami ištirti galimas Žemės atmosferos ir geofizikos sąsajas, tarptautinė mokslininkų komanda išanalizavo geologinius duomenis, siekiančius kambro periodą – daugiau nei 540 mln. metų atgal. Tirdami anglies pėdsakus nuosėdose (senųjų gaisrų likučius), mokslininkai nustatė netiesioginį atmosferos deguonies kiekio rodiklį: intensyvesni gaisrai rodė aukštesnę deguonies koncentraciją. Kartu buvo analizuojami magnetiniai mineralai, susidarę per senovinius ugnikalnių išsiveržimus. Šie kristalai, stabilūs net labai ilgai, „užrašo“ to meto Žemės magnetinio lauko stiprumą ir kryptį.
Mokslininkai, suvedę atmosferos deguonies ir magnetinio lauko intensyvumo duomenis, pastebėjo išskirtinę tendenciją: abu rodikliai bėgant šimtams milijonų metų kilo beveik paraleliai, o maždaug prieš 330–220 mln. metų fiksuotas ypač staigus šuolis. Šis laikotarpis sutampa su superkontinento Pangėjos formavimusi, nors apie tiesioginį priežastinį ryšį kol kas neaišku.
Planetinių grįžtamojo ryšio mįslė: kaip susiję deguonis ir magnetizmas?
Mokslininkų analizė parodė, kad Žemės magnetinio lauko kilimas ir deguonies kiekio padidėjimas yra tarpusavyje susiję ir, tikėtina, vyksta sinchroniškai. Kaip pažymi tyrimo autoriai, „abu šie rodikliai rodo stiprias nuoseklaus didėjimo tendencijas bei ryškų proveržį tarp 330–220 mln. metų. Šie duomenys atskleidžia netikėtą stiprų ryšį tarp giluminės Žemės geofizikos procesų, paviršiaus redokso balanso ir biogeocheminių ciklų.“
Tiksli šių sistemų tarpusavio sąveika dar nėra galutinai suprasta, tačiau svarstomi keli galimi scenarijai:
Magnetinis laukas – gyvybės skydas
Viena pagrindinių hipotezių – magnetinis laukas veikia kaip apsauginis skydas, saugantis Žemės atmosferą ir fotosintezę vykdančius organizmus nuo Saulės vėjo ir spinduliuotės poveikio. Tai patvirtina Marso istorija: nors Marsas yra Saulės gyvybinėje zonoje, dėl magnetinio lauko praradimo prieš milijardus metų ši planeta neteko atmosferos.
Deguonis, plokščių tektonika ir branduolio įtaka
Taip pat manoma, kad deguonies ciklas ir plokščių tektonikos sukelti geocheminiai procesai gali paveikti sąlygas Žemės išoriniame branduolyje – ten, kur vyksta geodinamos procesas ir generuojamas magnetinis laukas. Plokščių tektonika nuolat atnaujina planetos paviršių ir galimai padeda deguoniui bei kitiems elementams pasiekti gilesnius sluoksnius, keisdama branduolio dinamiką.
Trečiasis, dar nežinomas veiksnys
Be to, galimas ir dar neidentifikuotas mechanizmas, kuris reguliuoja tiek atmosferos deguonies lygį, tiek magnetinio lauko stiprumą, kas rodytų daug sudėtingesnę planetinę sistemą nei manyta iki šiol.
Ekspertų įžvalgos: planetos praeities tyrimai
Šie atradimai pabrėžia sudėtingus grįžtamuosius ryšius, lemiančius planetos tinkamumą gyvybei. „Vienas žmogus negali perprasti visos Žemės sistemos“, – sako NASA tyrėjas dr. Ravi Kopparapu. – „Mes esame lyg vaikai, žaidžiantys su Lego – kiekvienas turi savo detalę, bandome sudėti viską į bendrą paveikslą.“
Nors tyrimas apima net 540 mln. metų laikotarpį – beveik dvylika procentų visos 4,5 mlrd. metų Žemės istorijos – pastebėti ryšiai gali būti atsitiktiniai arba susiję su dar senesniais ciklais. Visgi, stipri koreliacija leidžia naujai pažvelgti į mūsų planetos sistemos unikalumą ir retumą.
Platesnis kontekstas: Žemė kaip modelis gyvybei egzoplanetose
Žemės magnetinio lauko ir atmosferos sąveikos supratimas turi didelę reikšmę ieškant gyvybingų planetų už Saulės sistemos ribų. Abi šios savybės yra itin svarbios vandens išlaikymui, apsaugai nuo spinduliuotės bei sudėtingos gyvybės vystymuisi. Tobulėjant egzoplanetų tyrimams, šie nauji atradimai padeda tikslinti prioritetus būsimoms kosminėms misijoms ir planetų analizėms.
Išvada
Tyrimas pateikia įtikinamų įrodymų, kad stiprus Žemės magnetinis laukas ir deguonies prisotinta atmosfera yra labiau susiję, nei manyta anksčiau. Nors tikslūs šių sąveikų mechanizmai vis dar aiškinami, nauji rezultatai verčia dar labiau vertinti subtilų ir dinamišką sistemų, padariusių mūsų planetą išskirtinai tinkamą gyvybei, balansą. Tirdami Žemės geologinę praeitį, mokslininkai ne tik sprendžia mūsų planetos evoliucijos paslaptis, bet ir padeda plėsti gyvybės paieškas kitose kosmoso vietose. Šios pastangos dar kartą primena, kokia unikali ir trapia yra mūsų namų planeta.
Kommentare