Когда Земля ослабила щит: связь магнитного поля с зарождением жизни

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

В далекие времена, когда первые многоклеточные обитатели только начинали осваивать просторы нашей планеты, магнитное поле Земли переживало кризис. Могло ли это событие, словно поворот ключа в замке, открыть дорогу к зарождению жизни?

Юная Земля
Автор: Designer

Ученые, исследуя древние породы возрастом 565 и 591 миллионов лет, обнаружили удивительное: в этот период земное магнитное поле, обычно выступающее надежным защитником от космического излучения, ослабло в 30 раз. Это открытие, словно осколок пазла, позволило взглянуть на историю Земли с новой стороны.

Магнитная буря в истории планеты

Наше магнитное поле, подобно невидимому щиту, защищает нас от солнечного ветра — потока заряженных частиц, способных разрушать атмосферу и угрожать жизни. Исследования показали, что в Эдиакарский период, когда на Земле появились первые многоклеточные организмы, этот щит дал трещину.

«Словно великан задремал, — говорят ученые, — и его защита ослабла.»

Этот период «магнитного сна» совпал с периодом, когда в атмосфере и океане Земли начал накапливаться кислород. Совпадение? Возможно, нет.

a Петля магнитного гистерезиса с изображениями измеренного кристалла плагиоклаза (справа внизу, масштабная линейка 1 мм). b Диаграмма кривой обратного хода первого порядка (FORC) для кристалла плагиоклаза. c, d РЭМ-изображения удлиненных магнитных включений, наблюдаемых в кристаллах плагиоклаза (вставка), и соответствующие им EDS-спектры в области 20 кэВ. Анализируемые EDS-спектры отмечены красными кружками на вставке. e, f Отношение потерянного NRM к полученному TRM (кружки) и pTRM (треугольники). Все отмеченные точки — °C. Серые кружки — шаги, использованные в подгонке (примененное поле Blab и значение палеоинтенсивности Banc показаны в левом нижнем углу). Вставки: измерение кристалла в центре сверху с масштабной линейкой 1 мм. Ортогональная векторная диаграмма шагов отключения поля показана в правом верхнем углу. Квадраты — вертикальная проекция намагниченности, круги — горизонтальная проекция. Температурные диапазоны, использованные в подгонке палеоинтенсивности, показаны цветом.
Автор: Huang, W., Tarduno, J.A., Zhou, T. et al. Near-collapse of the geomagnetic field may have contributed to atmospheric oxygenation and animal radiation in the Ediacaran Period. Commun Earth Environ 5, 207 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01360-4 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Кислород: ключ к жизни

Кислород — это топливо жизни. Без него невозможно представить существование сложных многоклеточных организмов. Но откуда он взялся?

Одной из гипотез является связь между ослаблением магнитного поля и ростом уровня кислорода. В обычных условиях магнитное поле задерживает ионы водорода, не давая им улететь в космос. Но когда поле ослабевает, ионы водорода устремляются прочь, оставляя после себя кислород.

«Это как выпустить воздух из воздушного шарика, — объясняют ученые, — внутри остается только кислород.»

a Петля магнитного гистерезиса с изображениями измеренного кристалла плагиоклаза (справа внизу, масштабная линейка 1 мм). b Диаграмма кривой обратного хода первого порядка (FORC) для кристалла плагиоклаза. c, d РЭМ-изображения удлиненных магнитных включений, наблюдаемых в кристаллах плагиоклаза (вставка), и соответствующие им EDS-спектры в области 20 кэВ. Анализируемые EDS-спектры отмечены красными кружками на вставке. e, f Отношение потерянного NRM к полученному TRM (кружки) и pTRM (треугольники). Все отмеченные точки — °C. Серые кружки — шаги, использованные в подгонке (примененное поле Blab и значение палеоинтенсивности Banc показаны в левом нижнем углу). Вставки: измерение кристалла в центре сверху с масштабной линейкой 1 мм. Ортогональная векторная диаграмма шагов отключения поля показана в правом верхнем углу. Квадраты — вертикальная проекция намагниченности, круги — горизонтальная проекция. Температурные диапазоны, использованные в подгонке палеоинтенсивности, показаны цветом.
Автор: Huang, W., Tarduno, J.A., Zhou, T. et al. Near-collapse of the geomagnetic field may have contributed to atmospheric oxygenation and animal radiation in the Ediacaran Period. Commun Earth Environ 5, 207 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01360-4 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

От одноклеточных к многоклеточным

Представьте себе Землю того времени: океан, насыщенный кислородом, первые лучи солнца проникают сквозь толщу воды, и в этой колыбели жизни зарождаются первые сложные организмы. Возможно, именно ослабление магнитного поля послужило толчком к этому эволюционному рывку.

«Магнитная буря стала катализатором, — говорят ученые, — она создала условия для возникновения жизни, какой мы ее знаем.»

a Напряженность поля ограничена на основе выборочных исследований Телье (термальных) SCP (синие квадраты, шестиугольники) и исследований объемных пород (серые квадраты), обновленных по данным Zhou et al.22, с новыми усредненными по времени результатами SCP (красные шестиугольники), представленными здесь. Большие квадраты — усредненные по времени палеомагнитные дипольные моменты; маленькие квадраты — виртуальные дипольные моменты (ВДМ). Серые кружки — избранные фанерозойские ВДМ из работы Bono et al.1. Модель эволюции поля (3450-565 млн лет, красная линия) — взвешенная полиномиальная регрессия второго порядка докембрийских данных по напряженности поля из Bono et al.1; тренд 565-532 млн лет из Zhou et al.22. b Эволюция напряженности поля от криогена до кембрия соответствует пунктирному прямоугольнику в (a). Открытые круги — результаты, полученные нетепловыми и тепловыми методами, их размеры взвешены по числу единиц охлаждения из Zhou et al.22. Ключ: зеленый — микроволновый метод; фиолетовый — метод Шоу; черный — метод Уилсона. Коричневые открытые круги — тепловые результаты Телье. Сверхнизкий интервал поля, усредненный по времени (UL-TAFI), выделен светло-фиолетовым прямоугольником. Также показаны изотопные данные по селену (открытые символы) и интерпретация оксигенации от Pogge von Strandmann et al.20 (показаны здесь со средним значением окна 25 и ошибкой 1σ), суммарная радиация животных билатериев и небилатериев от Журавлева и Вуда65), Вуда и др.3, Дарроха и др.66 и Мушенте и др.67, и экскурсионные возрасты Шурама от Rooney et al.42.
Автор: Huang, W., Tarduno, J.A., Zhou, T. et al. Near-collapse of the geomagnetic field may have contributed to atmospheric oxygenation and animal radiation in the Ediacaran Period. Commun Earth Environ 5, 207 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01360-4 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Загадки Эдиакара

Конечно, это всего лишь гипотеза, и многое еще предстоит узнать. Каким образом именно происходила потеря водорода? Как быстро рос уровень кислорода? И как именно это повлияло на эволюцию?

Ответы на эти вопросы пока скрыты в глубинах времени. Но одно ясно: магнитное поле Земли — это не просто физическое явление, это неотъемлемая часть нашей истории, тесно связанная с историей жизни на нашей планете.

Открытие, которое изменило взгляд на историю

Исследование древних пород, словно машина времени, позволяет заглянуть в прошлое и увидеть, как формировалась наша планета и жизнь на ней. Ослабление магнитного поля в Эдиакарский период — это не просто интересный факт, это ключ к пониманию того, как возникла жизнь на Земле и почему она приняла именно такую форму.

«Это как найти потерянную страницу в книге истории, — говорят ученые, — она помогает нам понять, как развивались события и к чему они привели.»

И кто знает, какие еще открытия ждут нас впереди, какие тайны хранят древние породы, ожидающие своего часа, чтобы рассказать нам свою историю.

4 комментария

Н
Жизнь зародилась на Земле ~3,8 миллиарда лет назад. Кислород появился не вследствие изменения магнитного поля, а в результате жизнедеятельности микроорганизмов.
106149913878642138167@google
Подобное ослабление магнитного поля не могло послужить ускорению эволюции. Наоборот все сложные прибрежные формы жизни вымерли бы.
105819532390923257855@google
Это происходило в процессе рождения луны
V
В 1953 году Стэнли Миллер подверг «атмосферу», состоявшую из водорода, метана, аммиака и водяного пара, электрическим разрядам. При этом образовались некоторые из многочисленных существующих аминокислот, входящих в состав белков. Однако он получил лишь 4 из 20 аминокислот, необходимых для жизни. Более 30 лет спустя ученые все еще не могли произвести экспериментально все 20 необходимых аминокислот в условиях, которые можно было бы считать вероятными.Миллер полагал, что первичная атмосфера земли соответствовала атмосфере внутри его экспериментальной камеры. Почему? Он и его сотрудник позже выразили причину: «Синтез биологически значимых соединений происходит только в восстановительных условиях [без свободного кислорода в атмосфере]» . По теории же других эволюционистов, кислород был в наличии. Затруднение, которое возникает из-за этого перед защитниками эволюции, Хитчинг описывает так: «Если бы в воздухе был кислород, то первая аминокислота никогда бы не образовалась; а без кислорода она была бы уничтожена космическими лучами» .

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как посмотреть сохраненные пароли на Android

В современном цифровом мире управление множеством паролей может оказаться непростой задачей. К счастью, устройства Android предлагают удобное решение — встроенные менеджеры паролей. Они...

Зомби-клетки в океане: как вирусы управляют судьбой самых распространенных бактерий

Океан — это огромный и загадочный мир, населенный невероятным количеством микроорганизмов. Среди них выделяются SAR11, крошечные бактерии, составляющие 20-50% всех планктонных клеток в...

Триумф ОТО: данные наблюдений MAXI J1820+070 доказывают правоту Эйнштейна о черных дырах

Черные дыры, одни из самых загадочных объектов во Вселенной, пленят наше воображение своей гравитационной мощью и тайнами, скрывающимися за их горизонтом событий. Долгое время астрономы полагали,...

Почему спидометр и навигатор показывают разную скорость: какие данные наиболее точные

Многие водители наверняка замечали, что спидометр и навигатор часто показывают разную скорость. Это может вызвать путаницу и сомнения: кому верить? Почему эти два устройства, казалось бы,...

Почему не стоит накачивать шины Азотом?

Существуют разные мнения по поводу того, чем накачивать автомобильные шины — обычным воздухом или же азотом. Не секрет, что именно он используется для гоночных болидов и суперкаров....