L’evento cosmico che ha riscritto la storia del clima della Terra

Due milioni di anni fa, il sistema solare incontrò una densa nube interstellare che potrebbe aver influenzato in modo significativo il clima terrestre comprimendo l’eliosfera ed esponendo il pianeta ad alti livelli di radiazioni cosmiche e raggi galattici. (Concetto dell’artista.) Credito: SciTechDaily.com

Una nuova ricerca astrofisica fa luce su un importante evento cosmico avvenuto due milioni di anni fa quando il sistema solare passò attraverso una densa nube interstellare. Ciò potrebbe aver cambiato il clima della Terra esponendola a una maggiore radiazione cosmica, supportata da un aumento degli isotopi trovati nella documentazione geologica.

La Terra era un posto molto diverso circa due milioni di anni fa, con i nostri primi antenati umani che vivevano accanto a tigri dai denti a sciabola, mastodonti ed enormi roditori. A seconda di dove si trovavano, avrebbe potuto avere freddo: la terra era caduta Nel congelatore, con molteplici ere glaciali che andavano e venivano fino a circa 12.000 anni fa. Gli scienziati teorizzano che le ere glaciali si verificano per una serie di ragioni, tra cui l’inclinazione e la rotazione del pianeta, lo spostamento delle placche tettoniche, le eruzioni vulcaniche e i livelli di anidride carbonica nell’atmosfera.

Ma cosa succederebbe se cambiamenti così drastici fossero il risultato non solo dell’ambiente terrestre, ma anche della posizione del Sole nella galassia?

L’effetto del viaggio del Sole nella galassia

In un nuovo articolo pubblicato oggi (10 giugno) in astronomia naturale, L’autore principale e astrofisico Merav Ofer, professore di astronomia all’Università di Boston e membro dell’Harvard Radcliffe Institute, ha trovato prove che circa 2 milioni di anni fa, il sistema solare incontrò una nube interstellare così densa che avrebbe potuto interferire con la radiazione solare del sole. vento. Over e i suoi colleghi ritengono che ciò indichi che la posizione del Sole nello spazio potrebbe modellare la storia della Terra più di quanto si pensasse in precedenza.

Il ruolo dell’eliosfera nella protezione della Terra

Il nostro intero sistema solare è rivestito da uno strato protettivo plasma Lo scudo che emana dal Sole, noto come eliosfera. Sono costituiti da un flusso continuo di particelle cariche, chiamato vento solare, che si estende ben oltre PlutoneCosa coprono i pianeti? La NASA chiama “Bolla gigante.” Ci protegge dalle radiazioni e dai raggi galattici che possono cambiare DNAGli scienziati ritengono che questo sia parte del motivo per cui la vita sulla Terra si è evoluta in questo modo.

Secondo le ultime ricerche, la nube fredda ha compresso l’eliosfera in un modo che ha posto per breve tempo la Terra e gli altri pianeti del sistema solare fuori dall’influenza dell’eliosfera.

Effetti dell’incontro galattico sulla Terra

“Questo documento è il primo a dimostrare quantitativamente che c’è stata una collisione tra il Sole e qualcosa al di fuori del sistema solare che avrebbe influenzato il clima della Terra”, dice Over, un esperto di eliosfera.

I suoi modelli hanno modellato la nostra comprensione scientifica dell’eliosfera e di come la bolla si forma dal vento solare che preme sul mezzo interstellare, lo spazio tra le stelle e oltre l’eliosfera nella nostra galassia. La sua teoria è che l’eliosfera assomigli a un croissant gonfio, un’idea che ha scioccato la comunità dei fisici spaziali. Ora getta nuova luce su come l’eliosfera, dove il Sole si muove attraverso lo spazio, influenza la chimica dell’atmosfera terrestre.

“Le stelle si stanno muovendo, e ora questo studio mostra che non solo si stanno muovendo, ma stanno sperimentando cambiamenti drammatici”, dice Over. Ho scoperto questo studio per la prima volta e ho iniziato a lavorarci durante una borsa di studio di un anno presso l’Harvard Radcliffe Institute.

Approfondimenti sulla simulazione delle interazioni cosmiche

Per studiare questo fenomeno, Ofer e i suoi collaboratori hanno guardato indietro nel tempo, utilizzando sofisticati modelli computerizzati per visualizzare dove si trovava il Sole, insieme ad esso, l’eliosfera e il resto del sistema solare due milioni di anni fa.

Hanno anche mappato il percorso del sistema di bande locali di nubi fredde, una serie di nubi grandi, dense e molto fredde, composte principalmente da atomi di idrogeno. Le loro simulazioni hanno mostrato che una delle nubi vicino all’estremità di questa fascia, chiamata Local Lynx of Cold Cloud, potrebbe entrare in collisione con l’eliosfera.

Evidenze geologiche e cosmologiche

Se ciò fosse accaduto, dice Over, la Terra sarebbe stata completamente esposta al mezzo interstellare, dove gas e polvere si mescolano con gli elementi atomici rimasti dall’esplosione delle stelle, tra cui ferro e plutonio. Normalmente, l’eliosfera filtra la maggior parte di queste particelle radioattive. Ma senza protezione possono raggiungere facilmente il suolo.

Secondo lo studio, ciò è coerente con le prove geologiche che mostrano un aumento degli isotopi di 60Fe (ferro 60) e 244Pu (plutonio 244) nell’oceano, sulla Luna, nella neve antartica e nelle carote di ghiaccio dello stesso periodo di tempo. I tempi corrispondono anche ai record di temperatura che indicano un periodo di raffreddamento.

Influenze galattiche a lungo termine

“Il nostro vicinato cosmico al di fuori del sistema solare raramente influenza la vita sulla Terra”, afferma Avi Loeb, direttore dell’Institute for Theory and Computation dell’Università di Harvard e coautore dell’articolo. “È emozionante scoprire che il nostro passaggio attraverso dense nubi qualche milione di anni fa avrebbe potuto esporre la Terra a un flusso molto maggiore di raggi cosmici e atomi di idrogeno il nostro vicinato cosmico.

La pressione verso l’esterno esercitata dalla lince locale nella nube fredda potrebbe aver bloccato continuamente l’eliosfera per un periodo che va da un paio di centinaia di anni a un milione di anni, a seconda delle dimensioni della nube, afferma Over. “Ma non appena la Terra si è allontanata dalla nuvola fredda, l’eliosfera ha inghiottito tutti i pianeti, inclusa la Terra”, dice. Questo è il caso oggi.

La ricerca futura e le sue implicazioni

È impossibile conoscere l’effetto esatto delle nuvole fredde sulla Terra, poiché potrebbero innescare un’era glaciale. Ma ci sono alcune altre nubi fredde nel mezzo interstellare, che il Sole probabilmente ha incontrato nei miliardi di anni trascorsi dalla sua nascita, dice Over. Probabilmente vacillerà ulteriormente tra un altro milione di anni circa.

Ofer e i suoi collaboratori stanno ora lavorando per ricostruire dove si trovava il sole sette milioni di anni fa, e anche più indietro. La posizione del Sole milioni di anni fa, così come il sistema di nubi fredde, è stata resa possibile dai dati raccolti dalla missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea, che sta costruendo la più grande mappa 3D della galassia e fornendo uno sguardo senza precedenti alla galassia. galassia. La velocità di movimento delle stelle.

Esplora il percorso passato del sole

“Questa nube era già nel nostro passato e, se avessimo attraversato qualcosa di così massiccio, saremmo stati esposti al mezzo interstellare”, afferma Over. L’effetto dell’attraversamento di percorsi contenenti molto idrogeno e materiale radioattivo non è chiaro, così Ofer e il suo team della Boston University NASA-Finanziato SHIELD (Eolico solare con scambio ionico di idrogeno e dinamica su larga scala) DRIVE Science Center Ora stanno esplorando l’impatto che ciò potrebbe avere sulle radiazioni terrestri, così come sull’atmosfera e sul clima.

“Questo è solo l’inizio”, afferma Ofer. Spera che questo articolo apra la porta a ulteriori esplorazioni su come il sistema solare è stato influenzato da forze esterne nel profondo passato e su come queste forze a loro volta hanno modellato la vita sul nostro pianeta.

Riferimento: “Possibilità di esposizione diretta della Terra al mezzo interstellare freddo e denso 2-3 milioni di anni fa” 10 giugno 2024, Astronomia della natura.
doi: 10.1038/s41550-024-02279-8

Questa ricerca è stata supportata dalla NASA.