Nová štúdia naznačuje, že záhadné výbuchy slnečných častíc by mohli zničiť ozónovú vrstvu a nechať Zem na roky zahalenú radiáciou

Pozoruhodná polárna žiara, ku ktorej došlo začiatkom mája tohto roku, ukázala, koľko energie môžu slnečné búrky vyžarovať vo forme žiarenia, ale niekedy Slnko robí niečo ešte ničivejšie. Tieto výbuchy protónov, známe ako „udalosti slnečných častíc“, môžu vystreliť priamo z povrchu Slnka ako svetlomet do vesmíru.

Záznamy ukazujú, že približne každých tisíc rokov dochádza na Zemi k extrémnej udalosti slnečných častíc, ktorá môže spôsobiť vážne poškodenie ozónovej vrstvy a zvýšiť úroveň ultrafialového (UV) žiarenia na povrchu.

Analyzovali sme, čo sa deje počas takejto extrémnej udalosti papier Zverejnené 1. júla Zborník Národnej akadémie viedUkazujeme tiež, že v časoch, keď sa magnetické pole Zeme oslabuje, môžu mať tieto udalosti dramatický vplyv na život na celej planéte.

Kritický magnetický štít Zeme

Magnetické pole Zeme poskytuje dôležitý ochranný štít pre život, odkláňa elektricky nabité žiarenie zo Slnka. Za normálnych podmienok pôsobí ako obrovský tyčový magnet, pričom siločiary stúpajú z jedného pólu, otáčajú sa a klesajú späť na druhý pól, vo vzore, ktorý sa niekedy nazýva „obrátené hrozno“. Vertikálna orientácia na póloch umožňuje určitému ionizujúcemu kozmickému žiareniu prechádzať do hornej atmosféry, kde sa spája s molekulami plynu a vytvára žiaru, ktorú poznáme ako polárna žiara.

Táto oblasť sa však časom veľmi mení. V priebehu minulého storočia sa severný magnetický pól otáčal v severnej Kanade rýchlosťou asi 40 kilometrov za rok a toto pole sa oslabilo. viac ako 6%Geologické záznamy ukazujú, že v priebehu storočí alebo tisícročí boli obdobia, keď geomagnetické pole bolo veľmi slabé alebo úplne chýbalo.

Čo by sa stalo bez magnetického poľa Zeme, môžeme pochopiť pri pohľade na Mars, ktorý v staroveku stratil svoje globálne magnetické pole a v dôsledku toho stratil veľkú časť svojej atmosféry. V máji, krátko po polárnej žiare, Na Marse došlo k silnej udalosti slnečných častíc.To spôsobilo narušenie prevádzky odysea Marsu Zrážka s kozmickou loďou mala za následok úroveň žiarenia na povrchu Marsu približne 30-krát vyššiu ako úroveň žiarenia získaná z röntgenového žiarenia hrudníka.

sila protónu

Vonkajšia atmosféra Slnka vyžaruje neustále kolísavý prúd elektrónov a protónov známy ako „slnečný vietor“. Slnečný povrch však tiež sporadicky vyžaruje výboje energie, väčšinou protónov, pri udalostiach slnečných častíc – často spojených so slnečnými erupciami.

Protóny sú oveľa ťažšie ako elektróny a nesú viac energie, takže sa dostanú do nižších nadmorských výšok v zemskej atmosfére, čím vzrušujú molekuly plynu vo vzduchu. Tieto excitované molekuly však vyžarujú iba röntgenové lúče, ktoré sú voľným okom neviditeľné.

V každom slnečnom cykle (asi 11 rokov) dochádza k stovkám udalostí so slabými slnečnými časticami, ale vedci našli stopy oveľa silnejších udalostí v celej histórii Zeme. Niektoré z týchto najextrémnejších udalostí boli tisíckrát silnejšie než čokoľvek zaznamenané modernými prístrojmi.

extrémne udalosti slnečných častíc

Tieto extrémne udalosti slnečných častíc sa vyskytujú približne každých niekoľko tisícročí. Najnovšia bola z doby okolo roku 993 nášho letopočtu a používala sa na preukázanie toho, že v Kanade sa používali vikingské budovy Drevo rezané v roku 1021 nášho letopočtu,

menej ozónu, viac žiarenia

Okrem ich bezprostredných účinkov môžu udalosti slnečných častíc spustiť aj sériu chemických reakcií v hornej atmosfére, ktoré môžu zničiť ozón. Ozón pohlcuje škodlivé slnečné UV žiarenie, ktoré môže tiež poškodiť zrak a DNA (zvyšuje riziko rakoviny kože), ako aj ovplyvňovať klímu.

V našom nové štúdiumPoužili sme veľké počítačové modely globálnej chémie atmosféry na skúmanie účinkov extrémnej udalosti slnečných častíc.

Zistili sme, že takáto udalosť by mohla znížiť hladiny ozónu na rok alebo menej, čo by viedlo k zvýšeným hladinám UV žiarenia na povrchu a zvýšenému poškodeniu DNA. Ak by však slnečná protónová udalosť nastala v období, keď bolo magnetické pole Zeme veľmi slabé, poškodenie ozónom by trvalo šesť rokov, čím by sa úroveň UV žiarenia zvýšila o 25 % a miera poškodenia DNA spôsobeného slnkom by sa zvýšila o 50 %.

výbuch častíc z minulosti

Aká pravdepodobná je táto smrteľná kombinácia slabých magnetických polí a extrémnych slnečných protónových udalostí? Pri pohľade na to, ako často sa každý z nich vyskytuje, sa zdá, že sa vyskytujú spolu pomerne často.

V skutočnosti by táto kombinácia udalostí mohla vysvetliť mnohé záhadné udalosti, ku ktorým došlo v minulosti Zeme.

Najnovšie obdobie slabého magnetického poľa – zahŕňajúce dočasný posun na severnom a južnom póle – začalo pred 42 000 rokmi a trvalo asi 1 000 rokov. niekoľko významných evolučných udalostí stalo približne v rovnakom časeAko napríklad vyhynutie posledných neandertálcov v Európe a vyhynutie megafauny vačnatcov. Obrovský vombat a klokan v Austrálii,

Ešte väčší evolučný jav je spojený s geomagnetickým poľom Zeme. Pôvod mnohobunkových zvierat nastal na konci ediakarského obdobia (pred 565 miliónmi rokov), zaznamenaného vo fosíliách v pohorí Flinders v južnej Austrálii, v období 26 miliónov rokov. slabé alebo chýbajúce magnetické pole,

Podobne rýchly vývoj rôznych skupín živočíchov pri kambrickej explózii (asi pred 539 miliónmi rokov) tiež súvisí s geomagnetizmom a vysokou úrovňou UV žiarenia. Simultánny vývoj očí a tvrdých telesných schránok v niekoľkých nesúvisiacich skupinách tiež súvisí s geomagnetizmom a vysokými hladinami UV žiarenia. Bolo povedané Toto je najlepší nástroj na „útek pred svetlom“ na detekciu a vyhýbanie sa škodlivým UV lúčom.

Stále začíname skúmať úlohu slnečnej aktivity a magnetického poľa Zeme v histórii života.

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia Pod licenciou Creative Commons. pôvodný článok,