Переполюсовка магнитного поля могла внести свой вклад в вымирание 42-тысячелетней давности
Деревья каури (на фото в центре) росли в Новой Зеландии тысячи лет. Анализируя годичные кольца сохранившихся их останков
на болоте Нгавха, учёные обнаружили доказательства, свидетельствующие о смене магнитных полюсов около 41 тысячи лет назад.
В номере журнала "Science" от 19 февраля появилось описание исследования австралийских учёных во главе с Аланом Купером, в котором они с помощью нового точного радиоуглеродного датирования впервые увязали инверсию полюсов магнитного поля Земли с массовым вымиранием, произошедшим 41 тысячу лет назад.
Как известно, во время инверсии защитная способность магнитного поля нашей планеты может значительно падать, оставляя биоту на произвол потока заряженных частиц, летящих к нам от Солнца. Именно поэтому некоторые учёные допускали возможность взаимосвязи этого драматического геологического события с не менее драматичными экологическими кризисами прошлого. Но никаких надёжных доказательств в пользу данной гипотезы не находилось. Фактически, общее мнение заключалось в том, что геомагнитные изменения не влияют на климат или что-либо ещё. Одна из причин этого мнения состояла в отсутствии точного датирования и продолжительности инверсии геомагнитного поля, которые могли бы коррелировать с данными об окружающей среде, полученных из ледяных кернов и горных пород.
И вот на помощь пришли методы дендрохронологии. В новозеландских болотах сохранились реликтовые деревья каури, которые существовали во времена так называемого палеомагнитного экскурса Лашамп-Каргаполово. Купер и его коллеги получили поперечные сечения четырёх древних деревьев, извлечённых из болота в Нгавха-Спрингс на севере Новой Зеландии, и проанализировали их на углерод-14.
В частности, в одном из сохранившихся брёвен, возраст которого датируется около 41 тыс. лет, сохранилась "запись" содержания углерода-14 за 1700 лет. По этой "записи" было выявлено значительное изменения углерода-14 между периодом, предшествовавшему экскурсу Лашамп-Каргаполово, и в его времена. В этом прослеживается чёткая логика: увеличение мощности приходящих космических лучей, как это произошло бы во время ослабленного магнитного поля, производит больше углерода-14 в атмосфере, который затем проникает в ткани живых существ, в том числе и деревьев.
Команда австралийских учёных смоделировала процесс изменения погодных условий в атмосфере при ослабленном геомагнитном поле. Компьютерный анализ показал, что увеличение количества заряженных частиц, попадающих в атмосферу, также приведёт к увеличению производства атмосферного водорода и оксидов азота - молекул, которые имеют тенденцию реагировать с озоном. Что в свою очередь уменьшает способность стратосферного озона защищать жителей Земли от ультрафиолетового излучения. Атмосферные изменения также повлияют на количество солнечного света, поглощаемого различными слоями атмосферы, что приведет к крупномасштабным изменениям погодных условий, которые могли бы охладить планету.
И, судя по анализам углерода-14, а также различных отложений, пыльцы древних растений и других данных, такие изменения действительно имели место на огромных пространствах планеты между 42 тыс. и 41 тыс. лет назад. Удивительно, но, как обнаружилось, наиболее ярко эффекты данного палеомагнитного события произошли не точно во время фактической инверсии полюсов, а за несколько сотен лет до этого, примерно от 42 300 до 41600 лет назад. Во время инверсии напряженность магнитного поля составляла 28 процентов от нынешнего, а вот в течение переходного периода длиной почти в тысячу лет напряженность падала до 6 процентов от современных значений. Исследователи назвали это "переходным геомагнитным событием Адамса" по имени Дугласа Адамса, автора серии произведений "Автостопом по галактике", потому что Адамс часто ассоциируется с числом 42, которое в его книгах считается ответом на "главный вопрос жизни, Вселенной и всего остального".
Учёные также давно дискутируют по вопросам поиска виновных в исчезновении таких гигантских млекопитающих, как мамонты и дипротодоны, пытаясь выбрать между изменениями климата и древними людьми.
В исследовании, проведенном Купером и его коллегами ещё в 2015 году, было выявлено, что некоторые из вымираний мегафауны, по-видимому, создают определённые паттерны, которые озадачили учёных. И одна из таких серий вымираний представителей австралийской мегафауны, включая исчезновение дипротодонов и гигантских кенгуру Procoptodon goliah, произошла около 42 тысяч лет назад.
Команда учёных сравнила даты магнитного события с предыдущими данными, полученными из ледяных кернов, которые могут отображать изменения солнечной активности. Эти данные показали, что солнечная активность в то время была минимальной. Сочетание двух факторов (слабого магнитного поля и минимальной солнечной активности) создали, судя по всему, идеальные предпосылки для изменения климата и кризисных явлений в окружающей среде, оказывая серьёзное давление на популяции мегафауны. Эти факторы могли также привести к усилению конкуренции между гомо сапиенсом и мегафауной, а также и с неандертальцами.
Пока точно неизвестно, вызывали ли другие инверсии магнитного поля аналогичные потрясения в прошлом, но авторы исследования надеются, что научное сообщество взглянет на совокупности накопленных биологических и археологических данных именно через эту призму. Повышение точности изотопного датирования для этих событий будет ключевым фактором, и радиоуглеродные датировки, полученные из новозеландских деревьев каури, могут помочь в исследованиях других подобных событий. Например, в прояснении обстоятельств кратковременного палеомагнитного экскурса озера Моно, который произошёл около 34 тысяч лет назад.
Вопрос же о том, какой долгосрочный ущерб окружающей среде мог быть нанесён гораздо более длительными инверсиями палеомагнитного поля, является для современной науки ещё менее исследованным и требует пристального внимания специалистов. По мнению Алана Купера, воздействие могло быть огромным и катастрофичным.
Оригинал заметки: https://www.sciencenews.org/article/earth-magnetic-field-reversal-mass-extinctions-environment-crisis