Il quasi collasso del campo magnetico terrestre 591 milioni di anni fa potrebbe aver consentito il fiorire di forme di vita complesse

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Il campo magnetico terrestre svolge un ruolo importante nel rendere abitabile il nostro pianeta. Una bolla protettiva sopra l’atmosfera protegge il pianeta dalle radiazioni solari, dal vento, dai raggi cosmici e dalle fluttuazioni estreme della temperatura.

Tuttavia, il campo magnetico della Terra è quasi crollato 591 milioni di anni fa e, ironia della sorte, questo cambiamento potrebbe aver avuto un ruolo fondamentale nel fiorire della vita complessa, ha scoperto un nuovo studio.

“In generale, il campo è protettivo. Se non avessimo avuto un campo all’inizio della storia della Terra, l’acqua sarebbe stata strappata dal pianeta dalla Terra”. Vento solare “(Un flusso di particelle energetiche che scorre dal Sole verso la Terra)”, ha detto John Tarduno, professore di geofisica all’Università di Rochester a New York e autore senior del nuovo studio.

“Ma nell’Ediacarano abbiamo vissuto un periodo straordinario nell’evoluzione della Terra profonda, quando i processi che creano il campo magnetico… sono diventati così inefficienti dopo miliardi di anni che il campo è quasi completamente collassato.”

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla Terra e l’Ambiente Il 2 maggio si è scoperto che il campo magnetico terrestre, creato da Movimento del ferro fuso nel nucleo esterno della TerraÈ stato molto più debole della sua forza attuale per almeno 26 milioni di anni. La scoperta del continuo indebolimento del campo magnetico terrestre ha anche contribuito a risolvere un perdurante mistero geologico relativo al momento in cui si è formato il solido nucleo interno della Terra.

Questo arco di tempo è coerente con un periodo noto come Periodo Ediacarano, quando i primi animali complessi apparvero sul fondo del mare man mano che l’ossigeno nell’atmosfera e negli oceani aumentava.

Questi strani animali difficilmente assomigliano alla vita odierna, come le eliche di zucca, i tubi, le torte e i dischi Dickinsoniache raggiunge una dimensione di 4,6 piedi (1,4 metri), e Kimberella lenta.

Prima di allora, la vita era in gran parte unicellulare e microscopica. I ricercatori ritengono che il debole campo magnetico possa aver portato ad un aumento di ossigeno nell’atmosfera, consentendo l’evoluzione della vita complessa e precoce.

È noto che l’intensità del campo magnetico terrestre varia nel tempo e che i cristalli conservati nelle rocce contengono piccole particelle magnetiche che vengono registrate in un registro dell’intensità del campo magnetico terrestre.

La prima prova che il campo magnetico terrestre si è indebolito in modo significativo durante questo periodo è arrivata nel 2019 Studio delle rocce di 565 milioni di anni In Quebec, il che indicava che il campo era dieci volte più debole di quanto lo sia oggi a quel punto.

L’ultimo studio ha raccolto ulteriori prove geologiche che indicano che il campo magnetico era significativamente debole, poiché le informazioni contenute in una roccia di 591 milioni di anni fa proveniente da un sito nel sud del Brasile indicano che il campo magnetico era 30 volte più debole di quanto lo sia oggi.

Il campo magnetico debole non è sempre stato così: il team ha esaminato rocce simili provenienti dal Sud Africa risalenti a più di due miliardi di anni fa e ha scoperto che, allora, il campo magnetico della Terra era forte quanto lo è oggi.

A differenza di oggi, la parte più interna della Terra a quel tempo era un liquido, non un solido, il che influenzava il modo in cui veniva generato il campo magnetico, ha spiegato Tarduno.

“Nel corso di miliardi di anni, questo processo è diventato meno efficiente”, ha affermato.

“Quando abbiamo raggiunto Ediacara, il campo era allo stremo. Stava per collassare. Ma fortunatamente per noi, era diventato abbastanza freddo da far sì che il nucleo interno iniziasse a generare (rafforzando il campo magnetico).”

L’emergere delle forme di vita complesse più antiche che galleggiano sul fondale marino in questo periodo è associato all’aumento dei livelli di ossigeno. Alcuni animali possono sopravvivere a bassi livelli di ossigeno, come le spugne e gli animali microscopici, ma gli animali più grandi con corpi più complessi che si muovono hanno bisogno di più ossigeno, ha detto Tarduno.

Tradizionalmente, l’aumento dell’ossigeno durante questo periodo è stato attribuito a organismi fotosintetici come i cianobatteri, che producevano ossigeno, permettendogli di accumularsi costantemente nell’acqua nel tempo, ha spiegato il coautore dello studio Shuhai Xiao, professore di geobiologia presso la Virginia Tech degli Stati Uniti. .

Tuttavia, la nuova ricerca ha proposto un’ipotesi alternativa o complementare che prevede una maggiore perdita di idrogeno nello spazio quando il campo magnetico terrestre è debole.

“La magnetosfera protegge la Terra dal vento solare, mantenendo così l’atmosfera attaccata alla Terra. Una magnetosfera più debole significa la perdita di gas più leggeri come l’idrogeno dall’atmosfera terrestre”, ha aggiunto Xiao via e-mail.

È possibile che più processi avvengano contemporaneamente, ha affermato Tarduno.

“Non contestiamo il fatto che uno o più di questi processi si siano verificati simultaneamente, ma il campo debole potrebbe aver consentito all’ossigeno di superare una soglia, il che ha aiutato l’evoluzione delle radiazioni animali”, ha affermato Tarduno.

Peter Driscoll, uno scienziato dell’Earth and Planetary Laboratory presso la Carnegie Institution for Science di Washington, D.C., ha affermato di essere d’accordo con i risultati dello studio sul debole campo magnetico della Terra, ma l’affermazione è che un debole campo magnetico potrebbe influenzare l’ossigeno nell’atmosfera. atmosfera. L’evoluzione biologica è stata difficile da valutare. Non ha partecipato allo studio.

“È difficile per me valutare la validità di questa affermazione perché l’impatto che i campi magnetici planetari potrebbero avere sul clima non è ben compreso”, ha detto via e-mail.

La loro ipotesi era “ben consolidata”, ha detto Tarduno, ma dimostrare la causalità richiederebbe decenni di lavoro difficile dato quanto poco si sa degli animali che vivevano all’epoca.

L’analisi geologica ha rivelato anche importanti dettagli sulla parte più interna del centro della Terra.

Le stime di quando il nucleo interno del pianeta potrebbe essersi solidificato – quando il ferro si cristallizzò per la prima volta al centro del pianeta – vanno da 500 milioni a 2,5 miliardi di anni fa.

IL Ricerche sull’intensità del campo magnetico terrestre Indica quell’età Il nucleo interno della Terra Si trova all’estremità più giovane di questa scala temporale, dove si solidificò dopo 565 milioni di anni fa, consentendo allo scudo magnetico della Terra di riprendersi.

“Le osservazioni sembrano supportare l’affermazione che il nucleo interno si è formato per la prima volta poco dopo questo periodo, spingendo la geodinamo (il meccanismo che crea il campo magnetico) da uno stato debole e instabile a un campo dipolare forte e stabile”, ha detto Driscoll.

Il ripristino dell’intensità del campo dopo l’Ediacaran, con la crescita del nucleo interno, potrebbe essere stato importante nel prevenire il prosciugamento della Terra ricca di acqua, ha detto Tarduno.

Per quanto riguarda gli animali esotici del periodo Ediacarano, erano tutti scomparsi nel successivo periodo Cambriano, quando La diversità della vita è esplosa I rami dell’albero della vita che oggi conosciamo si sono formati in un tempo relativamente breve.