Более чем за полмиллиарда лет магнитное поле Земли уменьшилось в десятки раз, причина тому до сих пор неизвестна, и так продержалось много миллионов лет.
Международная команда исследователей изучила образцы горных пород из этой группы. плагиоклазовМинералы, обнаруженные в Бразилии и датируемые 560-590 миллионами лет назад (до кембрийского взрыва биоразнообразия), позволили исследователям сделать неожиданное открытие: магнитное поле Земли в то время было намного слабее, чем в настоящее время. Авторы исследования полагают, что это существенно повлияло на жизнь на планете. опубликована в Communications Earth & Environment.
Магнитное поле планеты блокирует около половины всей радиации, оставшуюся часть поглощает атмосфера. Это не означает, что магнитное поле обязательно для жизни на Земле или плотной атмосферы: например, на Титане, спутнике Сатурна, атмосфера вчетверо плотнее земной, и поэтому радиация на поверхности там слабее, чем на Земле. Тем не менее, при отсутствии магнитного поля уровень естественного радиационного фона на Земле был бы примерно вдвое выше.
Учёные сравнивали параметры магнетизации кристаллов плагиоклазов возрастом от 591 до 565 миллионов лет с аналогичными минералами из других эпох. В результате исследования авторы пришли к выводу, что на протяжении этих 26 миллионов лет земное магнитное поле было в среднем в 30 раз слабее, чем в наши дни. Исходя из этого учёные выдвинули гипотезу о том, что слабое магнитное поле могло привести к насыщению земной атмосферы кислородом, что способствовало образованию крупных многоклеточных животных. эдиакарской фауны.
По мнению учёных, механизм такого насыщения относительно прост: водяной пар в атмосфере Земли при ослабленном магнитном поле эффективнее расщепляется на кислород и водород. Кислород легко улетучивается в космос, а водород, по мнению авторов научной работы, остаётся на планете, заметно повышая концентрацию кислорода здесь.
Ученые обнаружили подтверждение гипотезы в резком росте числа крупных многоклеточных организмов в палеонтологической летописи между 575 и 565 миллионами лет назад. Исследователи отмечают, что мелкие аэробные организмы могут существовать даже при сотни раз меньшей концентрации кислорода, чем сейчас. Но крупные многоклеточные в таких условиях серьезно страдали бы от дефицита кислорода. Это особенно значимо из-за преобладания водной жизни и того факта, что растворимость газов в воде теплой эпохи была ниже, чем сейчас.
Обнаружение резкого падения силы магнитного поля Земли на 26 миллионов лет имеет большой вес. Наука не имела представления о возможности длительного обратимого ослабления магнитного поля у планет. Теоретические механизмы, способные объяснить это событие, пока неясны. В случае подобного явления в наши дни северные сияния наблюдались бы постоянно даже на экваторе.
Предположение о связи падения силы магнитного поля с первым взрывом биоразнообразия на Земле вызывает вопросы. Почему этот скачок произошел примерно через 575 млн лет после падения поля в 591 млн лет назад? Что ждала биосфера все 16 миллионов лет между этими событиями?
Непонятно, как распад водяного пара в стратосфере мог существенно увеличить концентрацию кислорода на поверхности Земли. Стратосфера нашей планеты обычно очень сухая, там крайне мало водяного пара. Именно поэтому ученые не предоставили расчетов того, сколько кислорода могло образоваться за 26 миллионов лет слабого магнитного поля по предложенному ими механизму. Без таких расчетов гипотеза лишена количественных оснований.
Нельзя отвергать возможность, что падение силы магнитного поля в 30 раз повлияло на биосферу. Теоретически это могло увеличить уровень природного радиационного фона почти вдвое. Вероятно, скорость мутаций или образования новых видов в таких условиях существенно возросла. Но для понимания насколько именно, нужны дополнительные исследования.