Уровень кислорода в атмосфере Земли колебался вместе с силой ее магнитного поля
Концентрации кислорода и сила магнитного поля нашей планеты в последние 540 миллионов лет изменялись очень похожим образом. Причины этого загадочны: ни один известный или предполагаемый механизм не должен обеспечивать такой корреляции. Если она реальна, это может серьезно изменить представления о возможности сложной жизни на самом распространенном типе планет во Вселенной.
Международная группа ученых решила сравнить интенсивность магнитного поля Земли в прошлом (его определяют по намагниченности древних пород) и количество кислорода в атмосфере в те же эпохи. Результаты исследования, охватившего период фанерозоя (последние 540 миллионов лет), опубликовали в журнале Science Advances.
Оказалось, между магнитным полем и уровнем O2 в воздухе существует корреляция в 0,72. Это далеко не «железное» значение, но для систем со многими параметрами, к которым, несомненно, относятся атмосфера и ее состав, уровень неожиданно высокий.
Когда авторы научной работы решили убрать все временные хаотические колебания в уровне кислорода, чтобы они не зашумляли графики, корреляция практически не изменилась. То есть речь идет не о случайности, а некоей закономерности. Это порождает проблему: даже исследователи не могут понять, чем она обусловлена.
Теоретически магнитное поле сокращает потерю ионов кислорода в космос. Вот только их потеря, по всем расчетам, от 200 до 2000 раз слабее, чем приток кислорода в атмосферу в последние полмиллиарда лет. Поэтому ученые предположили, что причины иной природы.
Например, начало затвердевания твердого внутреннего ядра Земли в теории может как временно усилить магнитное поле, так и вызвать какие-то геохимические процессы, способные увеличить приток кислородосодержащих газов на поверхность.
По идее, при усилении конвекции в земном ядре так называемое геомагнитное динамо должно усиливаться. Но и сами авторы статьи отметили, что этот процесс не должен идти достаточно быстро, чтобы объяснить резкий всплеск силы магнитного поля (и уровня кислорода) 220-330 миллионов лет назад. Тогда на Земле был чрезвычайно высокий уровень кислорода в воздухе, не наблюдаемый сегодня.
В попытке объяснить этот период, ученые предположили, что формирование и распад суперконтинентов (Пангея) как-то стимулируют и приток кислородсодержащих компонентов к поверхности и магнитное поле. Так называемый Кайамский суперхрон обратной полярности магнитного поля (262-312 миллионов лет назад) может быть одним из проявлений этого процесса.
Гипотетический механизм влияния суперконтинентов на все это, который предложили в статье, — через изменения среднего теплового потока, идущего от глубин планеты к поверхности. Отдача тепла через континентальные участки коры идет хуже, чем через океанические. Формирование крупной и единой суперконтинентальной «крышки» могло затруднить теплоотвод не только на поверхности планеты но и в итоге на границе ядра и мантии Земли.
Другой возможный процесс: окисление горных пород на континентах идет много интенсивнее, чем в океанической коре. Есть и другие каналы влияния континентов на окислительно-восстановительные процессы на поверхности планеты. Еще исследователи спекулятивно предполагают, что скорость расхождения океанических плит земной коры как-то влияет на доставку содержащих кислород соединений из глубин планеты на ее поверхность. Но конкретных механизмов такого рода они не озвучивают.
В то же время из более ранней ее истории известно, что при очень сильном падении магнитного поля в конце эдиакарского периода концентрация кислорода, судя по всему, быстро росла. Как это сочетается с обратной корреляцией в новой работе и предложенными авторами механизмами — неясно.
Напомним, по современным представлениям, большинство планет в обитаемой зоне в нашей Вселенной вращается вокруг красных карликов. Их светимость настолько меньше солнечной, что обитаемая зона там очень близко к самой звезде. Из-за этого ее гравитация тормозит вращение планеты, подвергая приливному захвату — ситуации, когда планета смотрит на свое светило всегда одной стороной.
Ряд ученых считают, что из-за медленного собственного вращения магнитное поле на таких планетах быстро затухает. Если авторы нового исследования корректно описали связь между уровнем кислорода в атмосфере и силой магнитного поля, такие планеты с трудом будут достигать высоких уровней О2. Перспективы сложной жизни при низкой концентрации этого газа в атмосфере довольно скромны.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии