Când a avut loc primul colaps al campului magnetic terestru. Pe Pământ au apărut creaturi ciudate și complexe

Câmpul magnetic al Pământului joacă un rol esențial în asigurarea habitabilității planetei noastre. Bula protectoare de deasupra atmosferei protejează planeta de radiațiile solare, de vânturi, de razele cosmice și de variațiile bruște de temperatură.

Cu toate acestea, câmpul magnetic al Pământului aproape că s-a prăbușit în urmă cu 591 de milioane de ani, iar această schimbare, în mod paradoxal, ar fi putut juca un rol esențial în apariția vieții complexe, potrivit unor noi cercetări, informează CNN.

"În general, câmpul este protector. Dacă nu am fi avut un câmp la începutul istoriei Pământului, apa ar fi fost îndepărtată de pe planetă de vântul solar (un flux de particule energizate care curge de la Soare spre Pământ)", a declarat John Tarduno, profesor de geofizică la Universitatea Rochester din New York și autor principal al noului studiu.

"Dar în Ediacaran (o perioadă geologică a erei neoproterozoice care se întinde pe 96 de milioane de ani de la sfârșitul perioadei criogeniene) am avut o perioadă fascinantă în dezvoltarea Pământului profund, când procesele care creează câmpul magnetic ... au devenit atât de ineficiente după miliarde de ani, încât câmpul aproape că s-a prăbușit complet."

Studiul, publicat în jurnalul Communications Earth & Environment pe 2 mai, a constatat că câmpul magnetic al Pământului, care este creat de mișcarea fierului topit în nucleul exterior al Pământului, a fost semnificativ mai slab decât puterea sa actuală pentru o perioadă de cel puțin 26 de milioane de ani. Descoperirea slăbiciunii susținute a câmpului magnetic al Pământului a ajutat, de asemenea, la rezolvarea unui mister geologic de durată cu privire la momentul în care s-a format nucleul interior solid al Pământului.

Acest interval de timp se potrivește cu o perioadă cunoscută sub numele de Ediacaran, când primele animale complexe au apărut pe fundul mării pe măsură ce procentul de oxigen din atmosferă și din ocean a crescut. Aceste vietăți ciudate abia dacă semănau cu viața de astăzi - evantai, tuburi și gogoși, precum și discuri precum Dickinsonia, care ajungea până la 1,4 metri, și Kimberella, asemănătoare unui melc.

Înainte de această perioadă, viața fusese în mare parte unicelulară și microscopică. Cercetătorii cred că un câmp magnetic slab ar fi putut duce la o creștere a oxigenului în atmosferă, permițând vieții complexe timpurii să evolueze. Se știe că intensitatea câmpului magnetic al Pământului fluctuează în timp, iar cristalele conservate în rocă conțin mici particule magnetice care păstrează o înregistrare a intensității câmpului magnetic al Pământului.

Prima dovadă că câmpul magnetic al Pământului a slăbit semnificativ în această perioadă a venit în 2019, în urma unui studiu efectuat pe roci vechi de 565 de milioane de ani din Quebec, care a sugerat că, în acel moment, câmpul era de 10 ori mai slab decât în prezent. În urmă cu 565 milioane de ani, câmpul magnetic terestru a dispărut aproape în totalitate, însă un fenomen geologic l-a salvat în ultimul moment, conform unui studiu efectuat recent în Canada.

Nucleul lichid al Pământului a început să se solidifice în jurul acelei perioade, ceea ce a contribuit la creşterea câmpului magnetic, a raportat săptămâna aceasta un grup de cercetători în jurnalul Nature Geoscience. Evenimentul este important deoarece câmpul magnetic protejează Terra şi locuitorii săi de radiaţiile dăunătoare şi de vântul solar - curenţi de particule de plasmă ce provin de la Soare.

Cercetătorii au reuşit să afle cum arăta la acea vreme nucleul planetei noastre în urma analizării unor cristale de mărimea unor fire de nisip. Ei au prelevat eşantioane de plagioclaz şi clinopiroxen - minerale formate cu 565 milioane de ani în urmă - dintr-o zonă situată astăzi la estul oraşului Quebec. Aceste mostre conţin ace magnetice minuscule, de circa 50-100 nanometri, care, în interiorul rocii topite, s-au orientat în direcţia câmpului magnetic de la vremea aceea.

"Aceste particule magnetice minuscule sunt înregistratoare magnetice ideale", a explicat unul dintre autorii studiului, John Tarduno, preşedintele departamentului pentru ştiinţele mediului şi profesor la Universitatea Rochester din New York. "Când se răcesc, ele se fixează şi înregistrează pentru miliarde de ani câmpul magnetic al Pământului".

Cu ajutorul unui magnetometru, cercetătorii au reuşit să afle că încărcătura particulelor era foarte redusă. De fapt, cu 565 de milioane de ani în urmă, puterea câmpului magnetic al Pământului era de zece ori mai mică în comparaţie cu cea din prezent - cel mai redus nivel documentat vreodată. Mai mult, în urma măsurătorilor s-a demonstrat că frecvenţa inversării polilor nord - sud era foarte ridicată.

Toate acestea sugerează existenţa "unui câmp (magnetic) foarte neobişnuit", a declarat Tarduno pentru Live Science. "Ne-am aflat într-un punct critic în care dinamul a cedat aproape în totalitate", a adăugat cercetătorul referindu-se la geodinam, procesul care produce şi menţine câmpul magnetic. Însă, geodinamul a primit un impuls, chiar din inima planetei noastre, notează Live Science.

La începuturile Pământului, nucleul său era lichid. Însă, la un moment dat - estimările variază între 2,5 miliarde de ani până la 500 de milioane de ani - fierul a început să se răcească şi să îngheţe formându-se un strat solid, în centrul planetei noastre. Pe măsură ce nucleul s-a solidificat, elementele mai uşoare, precum siliconul, magneziul şi oxigenul, au fost expulzate spre straturile lichide din exteriorul nucleului solid generându-se astfel o mişcare a fluidului şi căldurii numită convecţie. Aceasta a contribuit la menţinerea mişcării particulelor încărcate şi s-a creat un curent electric care, la rândul său, a contribuit la apariţia câmpului magnetic.

Procesul de convecţie generează şi menţine câmpul magnetic şi în prezent, iar nucleul Pământului continuă să se solidifice şi va face acest lucru alte miliarde de ani. Studiul "prezintă măsurători paleomagnetice interesante" ce sugerează existenţa unui geodinam de intensitate redusă cu 565 de milioane de ani în urmă, ceea ce înseamnă că nucleul era în totalitate lichid, după cum a notat Peter Driscoll, om de ştiinţă la Institutul Carnegie pentru Ştiinţă din Washington, care nu a luat parte la cercetare. În cazul în care teoria se dovedeşte adevărată, "nucleul s-ar fi format la momentul potrivit pentru a reîncărca geodinamul şi a salva scutul magnetic al Pământului", a precizat specialistul.

Cel mai recent studiu a adunat mai multe dovezi geologice care au indicat slăbirea dramatică a câmpului, informațiile conținute în roci vechi de 591 de milioane de ani dintr-un sit din sudul Braziliei sugerând că el era de 30 de ori mai slab decât în prezent. Apariția primelor forme de viață complexă care ar fi apărut pe fundul mării în această perioadă este asociată cu o creștere a nivelului de oxigen. Unele animale pot supraviețui la niveluri scăzute de oxigen, cum ar fi bureții și animalele microscopice, dar animalele mai mari, cu corpuri mai complexe care se mișcă, au nevoie de mai mult oxigen, a spus Tarduno.

În mod tradițional, creșterea nivelului de oxigen în această perioadă a fost atribuită organismelor fotosintetice, cum ar fi cianobacteriile, care produceau oxigen, permițând acumularea constantă a acestuia în apă în timp, a explicat coautorul studiului, Shuhai Xiao, profesor de geobiologie la Virginia Tech. Cu toate acestea, noua cercetare a sugerat o ipoteză alternativă, sau complementară, care implică o pierdere crescută de hidrogen în spațiu atunci când câmpul geomagnetic era slab.