Ученые: ослабление магнитного поля Земли могло привести к появлению животных
Убедительные доказательства того, что магнитное поле Земли было очень слабым в эдиакарский геологический период (635–538,8 млн лет назад), когда на Земле расцвело разнообразие макроскопических животных, нашли исследователи из Университета Рочестера, США, 2 мая сообщает пресс-служба университета.
Ученые предположили, что именно слабое магнитное поле дало толчок бурному развитию сложной многоклеточной жизни на нашей планете.
Результаты своих исследований ученые представили в статье «Резкое ослабление геомагнитного поля, возможно, способствовало насыщению атмосферы кислородом и радиационному облучению животных в эдиакарский период», опубликованной в журнале Nature Communications Earth & Environment.
В ней они поднимают вопрос, привели ли эти изменения в магнитном поле древней Земли к увеличению уровня кислорода, что, возможно, имело решающее значение для распространения форм жизни миллионы лет назад.
Как рассказал Джон Тардуно, руководитель исследовательской группы в университете, профессор кафедры наук о Земле и окружающей среде им. Уильяма Кенана-младшего, в эдиакарский период одной из самых замечательных форм жизни была фауна.
Она отличалась сходством с более поздними древними животными — некоторые из ее представителей достигали более метра в высоту и обладали подвижностью. Поэтому они, вероятно, нуждались в большем количестве кислорода по сравнению с более ранними формами жизни.
«Предыдущие идеи о появлении впечатляющей эдиакарской фауны основывались на генетических или экологических факторах, но близкое совпадение по времени со сверхнизким геомагнитным полем побудило нас вернуться к экологическим проблемам и, в частности, к насыщению атмосферы и океана кислородом», — рассказал Тардуно.
Он напомнил, что во внешнем слое ядра Земли на глубине примерно 2900 км бурлит жидкое железо, создавая магнитное поле планеты, которое защищает нашу Землю от потоков солнечной радиации. Но сила магнитного поля Земли изменялась за время ее существования.
Гипотеза исследователей состояла в том, что необычно низкое магнитное поле могло способствовать возникновению животной жизни. Однако проверить ее было сложно из-за скудости данных о силе магнитного поля за это время.
Тардуно и его команда изучали магнетизм древних кристаллов полевого шпата и пироксена в составе анортозита с помощью инновационных стратегий и методов для исследования напряженности магнитного поля, поскольку магнитные частицы кристаллов сохраняют намагниченность с момента образования минералов. Датируя горные породы, исследователи смогли построить хронологию изменения магнитного поля Земли.
В результате они установили, что магнитное поле нашей планеты в эдиакарский период было самым слабым из известных на текущий момент. Оно было в 30 раз слабее, чем магнитное поле сегодня, и такая сверхнизкая напряженность поля длилась не менее 26 миллионов лет.
Слабое магнитное поле способствовало проникновению заряженных частиц Солнца в легкие атомы атмосферы, такие как водород, в результате чего они, получая дополнительную энергию, улетучивались в космос.
Потеря водорода в атмосфере, в таком случае, могла привести к процентному возрастанию в ней кислорода, который в меньшем количестве вступал в реакцию с водородом с образованием водяного пара. Эти реакции за такой длительный период ослабления магнитного поля могли привести к накоплению кислорода.
Это, в свою очередь, возможно, привело к повышенному насыщению атмосферы и поверхности океана кислородом, что способствовало появлению более развитых форм жизни, которым требуется больше энергии, а кислород мог ее им доставить.
Ранее Тардуно и его исследовательская группа выяснили, что сила геомагнитного поля восстановилась в течение последующего кембрийского периода. Именно тогда большинство групп животных начали появляться в палеонтологической летописи, а восстановленное защитное магнитное поле позволило жизни процветать.
«Если бы после эдиакарского периода сохранилось необычайно слабое поле, Земля могла бы выглядеть совсем не так, как сегодня, когда она богата водой: потеря воды могла бы постепенно высушить Землю», — отметил Тардуно.
Важность проделанной исследователями работы состоит еще и в том, что она отмечает необходимость знания о структуре планетарных недр при изучении потенциала возникновения жизни за пределами Земли.
«Интересно думать, что процессы в ядре Земли могут быть в конечном итоге связаны с эволюцией, — говорит Тардуно. — Когда мы думаем о возможности существования жизни где-либо еще, нам также необходимо учитывать, как формируются и развиваются недра изучаемых планет».
