Древнее дерево рассказало о перевороте магнитного поля Земли

Идеально сохранившийся ископаемый остаток древнего дерева предложил ученым беспрецедентный взгляд на момент, произошедший 42 000 лет назад, когда магнитное поле Земли пришло в беспорядок. Захватывающее исследование 2021 года рассказывает историю временного экологического хаоса, который мог повлиять на всё — от увеличения числа пещерных рисунков до исчезновения неандертальцев. Без магнитного поля Земли нам было бы довольно трудно жить на этой планете. Кроме того, что оно помогает нам ориентироваться на Земле с помощью компаса, магнитное поле Земли имеет фундаментальное значение для существования жизни. Оно помогает отклонять вредоносные солнечные ветры и поддерживает защитную атмосферу на месте.

Но магнитное поле нашей планеты далеко не статично. На самом деле оно очень динамично, постоянно меняясь и колеблясь со временем. Каждые несколько сотен тысяч лет оно полностью меняет полюса, когда магнитный север меняется местами с магнитным югом. Последний крупный геомагнитный переворот произошел 780 000 лет назад, и многие ученые считают, что мы уже давно должны были бы пережить подобное событие. Между этими полными геомагнитными переворотами, которые могут длиться до 10 000 лет, происходят более короткие нарушения магнитного поля Земли, известные как геомагнитные эксурсии. Геомагнитные эксурсии кратковременны и включают временные изменения магнитного поля Земли, которые могут длиться от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.

Последняя зафиксированная геомагнитная эксурсия известна как эксурсия Лашампа, и она произошла около 42 000 лет назад. «Эксурсия Лашампа была последним случаем, когда магнитные полюса поменялись местами», — объяснил Крис Тёрни, соавтор исследования 2021 года, изучавшего это трансформирующее событие. «Они поменялись местами примерно на 800 лет, прежде чем передумали и снова обменялись местами». Ученые давно знали о таких драматичных событиях, как смена магнитных полюсов, но до сих пор не было четкого понимания, какого рода воздействие они оказывают на жизнь или окружающую среду. Всё изменилось несколько лет назад, когда в Новой Зеландии был обнаружен ископаемый древний дерево.

Рабочие, готовившие участок для новой электростанции, вырыли огромный ствол дерева каури, идеально сохранившийся 42 000 лет, и его кольца предоставили невероятно точную 1700-летнюю запись экологических условий Земли, охватывающую именно период эксурсии Лашампа. «В первый раз нам удалось точно датировать время и экологические последствия последней смены магнитных полюсов», — сказал Тёрни. «Используя эти древние деревья, мы могли измерить и датировать всплеск уровня радиоуглерода в атмосфере, вызванный коллапсом магнитного поля Земли». Исследование, опубликованное в журнале Science, описывает использование детализированных данных о радиоуглероде из древнего дерева для создания нового хронологического ряда атмосферы Земли на протяжении периода, охватывающего эксурсию Лашампа.

Команда затем провела глобальное климатическое моделирование, используя данные, собранные по всему миру, чтобы исследовать, какое воздействие на окружающую среду имел такой тип нарушения магнитного поля. Результаты показали невероятно драматичный период экологических изменений, особенно в период, предшествующий нескольким сотням лет, когда магнитное поле Земли было перевернуто. Исследование показало, что озоновый слой был истощен, уровень ультрафиолетового излучения повысился, а ионизация атмосферы увеличилась примерно 42 000 лет назад. В честь автора Дугласа Адамса — в чьей книге Автостопом по Галактике суперкомпьютер Deep Thought вычисляет ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и всего такого как «42» — исследователи назвали этот период «Адамсовым переходным геомагнитным событием». «Чем больше мы изучали данные, тем больше всё указывало на 42», — сказал Тёрни. «Это было как предзнаменование». Алан Купер, соавтор исследования, предполагает, что в это время могли возникнуть новые экологические условия.

Например, северное сияние могло быть широко распространено по всей планете, а также наблюдались бы необычные объемы электрических бурь из-за увеличения ионизированного воздуха. «Ранние люди по всему миру могли бы увидеть потрясающие северные сияния, сверкающие вуали и полосы на небе», — отметил Купер. «Это, наверное, казалось бы концом света». Возможно, самой спорной частью исследования является степень гипотетических предположений, которые исследователи делают относительно связи Адамсового события и эволюции жизни на Земле. Одна из гипотез, выдвинутая в исследовании, предполагает, что нарушение магнитного поля привело к всплеску пещерного искусства, что могло быть связано с необходимостью для людей искать укрытие от увеличения ультрафиолетового излучения. «Мы думаем, что резкие увеличения уровней ультрафиолетовых лучей, особенно во время солнечных вспышек, могли бы внезапно сделать пещеры ценными укрытиями», — предложил Купер.

«Популярный мотив пещерного искусства в виде отпечатков рук красной охры может свидетельствовать о том, что она использовалась как солнцезащитный крем, метод, который используется и сегодня некоторыми группами». Другие смелые предположения в исследовании касаются того, что Адамсовое событие могло спровоцировать исчезновение нескольких видов мегафауны в Австралии и ускорить исчезновение неандертальцев. Крис Стрингер из Лондонского музея естественной истории назвал исследование важным, но также выразил сомнения по поводу некоторых его широких гипотез. «Авторы также связывают физическое исчезновение неандертальцев около 40 000 лет назад с этим событием, и я думаю, что это вполне могло способствовать их исчезновению», — сказал он в интервью The Guardian. «Но они выжили дольше и распространились гораздо шире, чем только в Европе, и у нас есть очень слабые данные о времени их окончательного исчезновения в Азии».

Что касается того, что исследование может сказать нам о жизни на Земле сегодня, Алан Купер осторожно предположил, что исследования его команды дают новые идеи о том, как мир мог бы пострадать, если бы сегодня произошло что-то похожее на Адамсовое событие. Он указал на нынешнее движение магнитного северного полюса через Северное полушарие как возможный предупредительный знак. «Эта скорость — наряду с ослаблением магнитного поля Земли примерно на 9% за последние 170 лет — может указывать на приближающийся переворот», — сказал Купер. «Если бы подобное событие произошло сегодня, последствия для современного общества были бы огромными. Приходящая космическая радиация уничтожила бы наши электрические сети и спутниковые системы». Исследование было опубликовано в журнале Science, а короткое видео ниже, озвученное Стивеном Фраем, дает обзор Адамсового события.

• Нейронный путь у мышей проливает свет на то, как мозг регулирует обученные иммунные реакции
• Ватикан разрешил геям становиться священниками с определенными ограничениями
• Захороненные формы рельефа раскрывают древнее ледниковое прошлое Северного моря
• Гималаи разрушили 30% континентальной коры в зоне столкновения
• Западные пограничные течения и их влияние на климат
• Резьба на древнем памятнике может быть самым старым календарем в мире
• Учёные предлагают рекомендации по исследованию солнечного геоинжиниринга
• Странная цифровая маска гарантирует, что люди будут держаться на расстоянии