Život vzkvétal, když se magnetické pole Země před 590 miliony let téměř zhroutilo

Magnetické pole Země se asi před 590 miliony let téměř zhroutilo a život na povrchu planety byl ohrožen rostoucím kosmickým zářením.

Podle nového výzkumu nemuselo být dočasné oslabení magnetického štítu jen biologickou katastrofou. Ve skutečnosti to mohlo zvýšit hladinu kyslíku a vytvořit základní podmínky pro rozkvět raného života.

„Magnetické pole Země bylo ve velmi neobvyklém stavu, když se makroskopická fauna ediakarské fauny diverzifikovala a vzkvétala,“ řekl geovědec z University of Rochester Wentao Huang a jeho kolegové. Psaní do jejich nových novin.

V roce 2019 vědci studovali magnetické podpisy v horninách z Kanady zmíněno Tyto vzorky naznačují, že zemské magnetické pole zesláblo na nejnižší známou úroveň asi před 565 miliony let, během doby ledové. Ediakar Období, kdy se formoval mnohobuněčný život.

Dlouho se však soudilo, že malé mizející magnetické pole by bylo škodlivé pro vznikající život, protože magnetické pole Země Chrání život před slunečním větrem.

Ne všichni však s tímto katastrofálním názorem souhlasili. Pochází z roku 1965, planetární vědec Carl Sagan Dohadovat se Že zemská atmosféra a oceány mohly sloužit jako ochranný obal pro rané formy života, i kdyby se magnetické pole planety zmenšilo. To bylo podpořeno modelováním Nedávné studie do roku 2019.

Ale jakékoli spojení mezi současným oslabením magnetického pole, rozkvětem života v Ediakaru a rostoucí hladinou kyslíku zůstalo, řekl Huang a jeho kolegové. položit to – „Zmatené, ale nejasné.“ Kanadské výsledky mohou být anomální.

Huang a jeho kolegové tedy šli kopat. Extrahovali magmatické horniny z Jižní Afriky, které se vytvořily před miliardami let, a studovali krystaly v nich a další 591 milionů let staré horniny, které byly dříve odebírány z Brazílie. Tyto krystaly obsahují malé magnetické minerály, které při svém vzniku udržují intenzitu magnetického pole Země.

Před něco málo přes dvě miliardy let došlo uprostřed Země k silné explozi Paleozoické éry V tomto období bylo magnetické pole Země silné. Vědci zjistili, že po asi 1,5 miliardě let klesla na nejnižší úrovně, asi 30krát slabší než dnes.

Huang a jeho kolegové zkombinovali svá zjištění s výsledky kanadské studie z roku 2019 a dospěli k závěru, že toto nízké magnetické pole (nazývané ultranízká časově průměrná intenzita pole nebo UL-TAFI) přetrvávalo po dobu nejméně 26 milionů let, od 591 do 565 milionů před rokem. Před lety.

Shodou okolností se tento časový interval překrývá se zvýšením hladiny kyslíku v atmosféře a oceánech asi před 575–565 miliony let, během pozdního Ediakaru, kdy došlo také Exploze v biologické rozmanitosti.

„Nová data potvrzující a rozšiřující UL-TAFI posilují možnou souvislost s ediakarským vývojem makroskopické fauny,“ řekl Huang a kolegové. Napsal.

Stále však existuje otázka, jak by velmi slabé magnetické pole mohlo vést ke zvýšení hladiny kyslíku. Modelováním vývoje slunečního větru Huang a jeho kolegové naznačují, že slabé magnetické pole mohlo umožnit únik více vodíkových iontů ze zemské atmosféry do vesmíru, což mohlo vést k vyšším hladinám kyslíku v mořích a na obloze, což by zase podpořilo rozmanitost života v Ediakaru.

Načasování na konci ediakarského období, asi před 540 miliony let, je překvapivé – je to obvykle kambrická exploze, která je považována za evoluční výbuch, který dal vzniknout složitému životu, který se stal zvířaty a hmyzem, které vidíme dnes.

a EdiakarNaproti tomu jsou známí svými slizkými, mačkavými tvory, kteří připomínají primitivní houby, měkkýše a mořské sasanky. Bylo to období velkých evolučních experimentů, které vedlo k mnoha slepým uličkám a bylo poznamenáno prudkým poklesem biologické rozmanitosti, než se život v kambriu znovu objevil.

Nedávný výzkum to však naznačuje První komplexní ekosystémy Může se již zformovat v ediakarském období, s Studie 2022 Popište stále složitější struktury společenství ve fosiliích z pozdního ediakarského období.

Ale život potřebuje kyslík, aby se zvětšil a byl složitější. Mikroskopičtí mořští živočichové a houby mohou přežít v oceánech s nízkým obsahem kyslíku, ale větší, mobilní živočichové se složitými tělesnými plány potřebují více kyslíku, aby podpořili své metabolické požadavky.

„Komplexní živočišný ekosystém s dlouhými potravními řetězci a predátory vyžaduje větší množství kyslíku,“ naznačuje Vyloučit takové složité ekosystémy Z hadísu Zóna minima kyslíkuHuang a kolegové vysvětluje.

Zdá se, že ediakarský život využil okamžiku, kdy magnetické pole Země zmizelo, i když mnoho z těchto tvorů bylo odsouzeno k tomu, aby se dostalo do evolučně slepé uličky.

Studie byla zveřejněna v Komunikace se zemí a prostředím.