Θανατηφόρος συνδυασμός για τη Γη οι ακραίες ηλιακές εκρήξεις και το αδύναμο μαγνητικό πεδίο

Στις αρχές Μαΐου, μια εντυπωσιακή αύρα έδειξε τη δύναμη που μπορούν να εκπέμψουν οι ηλιακές καταιγίδες ως ακτινοβολία, αλλά ο Ήλιος μερικές φορές κάνει κάτι πολύ πιο καταστροφικό. Γνωστά ως “ηλιακά σωματιδιακά γεγονότα”, αυτές οι εκρήξεις πρωτονίων εκτοξεύονται απευθείας από την επιφάνεια του Ήλιου σαν προβολείς στο διάστημα.

Σύμφωνα με αρχεία, περίπου κάθε χίλια χρόνια η Γη χτυπιέται από ένα ακραίο ηλιακό σωματιδιακό γεγονός, το οποίο μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στη στιβάδα του όζοντος και να αυξήσει τα επίπεδα υπεριώδους (UV) ακτινοβολίας στην επιφάνεια.

Σε πρόσφατη μελέτη, αναλύθηκε τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια ενός τέτοιου ακραίου γεγονότος. Επίσης, αποκαλύφθηκε ότι σε περιόδους που το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι αδύναμο, αυτά τα γεγονότα θα μπορούσαν να έχουν δραματική επίδραση στη ζωή στον πλανήτη. Το μαγνητικό πεδίο της Γης παρέχει μια κρίσιμη προστατευτική κουκούλα για τη ζωή, αποτρέποντας την ηλεκτρικά φορτισμένη ακτινοβολία από τον Ήλιο.

Στη φυσιολογική του κατάσταση, το μαγνητικό πεδίο λειτουργεί σαν ένας γιγαντιαίος μαγνήτης με γραμμές πεδίου που αναδύονται από έναν πόλο, κάνουν ένα κύκλο και επανέρχονται στον άλλον πόλο. Αυτή η κατακόρυφη διάταξη στους πόλους επιτρέπει σε ορισμένη ιονίζουσα κοσμική ακτινοβολία να διεισδύσει μέχρι την ανώτερη ατμόσφαιρα, όπου αλληλεπιδρά με μόρια αερίου δημιουργώντας αύρα.

Όμως, το πεδίο αλλάζει πολύ με την πάροδο του χρόνου. Τον περασμένο αιώνα, ο βόρειος μαγνητικός πόλος έχει μετακινηθεί σε όλο τον βόρειο Καναδά με ταχύτητα περίπου 40 χιλιόμετρα ανά έτος, και το πεδίο έχει εξασθενήσει κατά περισσότερο από 6%. Γεωλογικά αρχεία δείχνουν ότι υπήρξαν περίοδοι αιώνων ή χιλιετιών όταν το γεωμαγνητικό πεδίο ήταν πολύ αδύναμο ή ακόμα και απουσίαζε εντελώς.

Τεραστια επιτυχία με την τρύπα του όζοντος! Είμαστε σε καλό δρόμο

Μπορούμε να δούμε τι θα συνέβαινε χωρίς το μαγνητικό πεδίο της Γης κοιτάζοντας τον Άρη, ο οποίος έχασε το παγκόσμιο μαγνητικό του πεδίο στο αρχαίο παρελθόν και ως αποτέλεσμα μεγάλο μέρος της ατμόσφαιράς του. Τον Μάιο, λίγο μετά την παρουσία της αύρας, ένα ισχυρό ηλιακό σωματιδιακό γεγονός χτύπησε τον Άρη. Διατάραξε τη λειτουργία του διαστημόπλοιου Mars Odyssey και προκάλεσε επίπεδα ακτινοβολίας στην επιφάνεια του Άρη περίπου 30 φορές υψηλότερα από αυτά που λαμβάνεις κατά τη διάρκεια μιας ακτινογραφίας θώρακα.

Η εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου εκπέμπει συνεχώς έναν ρέοντα ποταμό ηλεκτρονίων και πρωτονίων γνωστό ως “ηλιακός άνεμος”. Ωστόσο, η επιφάνεια του Ήλιου εκπέμπει επίσης σποραδικά εκρήξεις ενέργειας, κυρίως πρωτονίων, σε ηλιακά σωματιδιακά γεγονότα – που συνήθως συνδέονται με ηλιακές εκλάμψεις. Τα πρωτόνια είναι πολύ βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια και μεταφέρουν περισσότερη ενέργεια, έτσι φτάνουν σε χαμηλότερα υψόμετρα στην ατμόσφαιρα της Γης, διεγείροντας τα μόρια του αέρα. Ωστόσο, αυτά τα διεγερμένα μόρια εκπέμπουν μόνο ακτίνες Χ.

Σε νέα μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν μεγάλα μοντέλα παγκόσμιας χημείας της ατμόσφαιρας για να εξεταστούν οι επιπτώσεις ενός ακραίου ηλιακού σωματιδιακού γεγονότος. Εντοπίστηκε ότι ένα τέτοιο γεγονός θα μπορούσε να εξαντλήσει τα επίπεδα όζοντος για περίπου ένα χρόνο, αυξάνοντας τα επίπεδα UV στην επιφάνεια και τη ζημιά στο DNA. Αλλά αν ένα ηλιακό σωματιδιακό γεγονός έφτανε σε περίοδο που το μαγνητικό πεδίο της Γης ήταν πολύ αδύναμο, η ζημιά στο όζον θα διαρκούσε έξι χρόνια, αυξάνοντας τα επίπεδα UV κατά 25% και τον ρυθμό της ηλιακής ζημιάς στο DNA κατά έως και 50%. Αυτή η καταστροφική συνδυαστική επίπτωση μπορεί να εξηγήσει αρκετές μυστηριώδεις περιπτώσεις στο παρελθόν της Γης.

Η πιο πρόσφατη περίοδος αδύναμου μαγνητικού πεδίου – συμπεριλαμβανομένης μιας προσωρινής αλλαγής στους πόλους – άρχισε πριν από 42.000 χρόνια και διήρκεσε περίπου 1.000 χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, συνέβησαν αρκετά σημαντικά εξελικτικά γεγονότα, όπως η εξαφάνιση των τελευταίων Νεάντερταλ στην Ευρώπη και των μαρσιποφόρων μεγαπανίδων, όπως οι γιγαντιαίοι βούβαλοι και τα καγκουρό στην Αυστραλία.

Μια ακόμη μεγαλύτερη εξελικτική αλλαγή έχει επίσης συνδεθεί με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Η εμφάνιση πολυκύτταρων ζώων στο τέλος της περιόδου Εδιακαρίου (πριν από 565 εκατομμύρια χρόνια), καταγεγραμμένη σε απολιθώματα στη Νότια Αυστραλία, συνέβη μετά από μια περίοδο 26 εκατομμυρίων ετών αδύναμου ή απουσιάζοντος μαγνητικού πεδίου. Ομοίως, η ταχεία εξέλιξη διαφόρων ομάδων ζώων στην Κάμβρια Έκρηξη (περίπου 539 εκατομμύρια χρόνια πριν) έχει επίσης σχετιστεί με τη γεωμαγνητισμό και τα υψηλά επίπεδα UV.

Ανακαλύπτουμε ακόμα τον ρόλο της ηλιακής δραστηριότητας και του μαγνητικού πεδίου της Γης στην ιστορία της ζωής. Οι επόμενες μελέτες θα αποκαλύψουν περισσότερα για το πώς αυτές οι κοσμικές δυνάμεις έχουν διαμορφώσει την εξέλιξη και την επιβίωση στη Γη.

Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.