Полюса временно поменялись местами. И это могло иметь гораздо более серьезные последствия, чем считалось ранее, полагают ученые.
На магнитные полюса Земли указывает стрелка компаса. Они не совсем неподвижны, а как бы немного блуждают туда-сюда.
Иногда они сходят с ума и совсем меняются местами.
Именно это временно и произошло примерно 42 — 41 тысячу лет назад. Сейчас этот инцидент называют Событием Лашамп.
Защитное магнитное поле Земли ослабело, но прежде ученые толком не понимали, чем это оказалось чревато для планеты.
Согласно новому исследованию, опубликованному в издании Science, из-за смены полюсов магнитное поле Земли практически исчезло. Вдобавок к этому тогда же изменилась солнечная активность.
По словам исследователей, земной шар стал мишенью бомбардировки космическим излучением и интенсивным ультрафиолетом. Озоновый слой истончился. По всему небу полыхало северное сияние. В тропиках свирепствовали грозы, во многих регионах изменилась привычная погода.
«Должно быть, это было похоже на конец света», — написал Алан Купер (Alan Cooper) из Южно-Австралийского музея.
Ученые полагают, что это событие привело к изменениям климата и вымиранию многих видов.
«Смелые выводы»
Тронн Хельге Турсвик (Trond Helge Torsvik), профессор Центра развития и динамики Земли при Университете Осло, изучил новое исследование. Он считает его интересным — и провокационным.
«Выводы очень смелые. Думаю, не все с ними согласятся».
Среди прочего ученые изучили стволы дерева каури, которые более 40 тысяч лет пролежали под землей в Новой Зеландии. Они росли именно тогда, когда магнитные полюса Земли временно поменялись местами.
Ученые смотрели на годовые кольца и измеряли содержание радиоактивного изотопа углерода-14 в древесине. Таким образом они смогли точно датировать изменения в атмосфере в тот период времени.
«Магнитное поле Земли защищает нас от космического излучения — высокоэнергетических частиц, летящих от Солнца и из других звездных систем, — объясняет Турсвик. — Когда магнитное поле слабеет, в верхние слои атмосферы попадает больше космических лучей. Из-за этого в атмосфере возникает много радиоактивных изотопов».
Помимо прочего, становится больше и углерода-14. А он поглощается органическими материалами, такими как древесина. Поэтому по древесине ученые могут понять, в какой момент в атмосферу попадало много космического излучения.
«Защита от радиации пропала»
Когда полюса временно поменялись местами, уровень напряженности магнитного поля составлял 28% от нынешнего. Ранее исследователи основное внимание уделяли именно этому периоду времени.
Но на самом деле магнитное поле было гораздо слабее еще до окончательной смены полюсов — в момент, когда они находились в процессе миграции.
«Напряженность магнитного поля Земли упала и составляла всего 0-6% от обычного уровня, — рассказывает Крис Тёрни (Chris Turney) из Университета Южного Уэльса. — Можно сказать, что у нас вообще не было магнитного поля. Наш космический радиационный экран исчез».
Это не значит, что вся жизнь на Земле немедленно поджарилась в огне радиации. Но последствия были, считают ученые.
Они называют случившееся Событием Адамса в честь писателя-фантаста Дугласа Адамса, который в книге «Автостопом по Галактике» заявил, что «42» — это ответ на главный вопрос жизни, вселенной и всего такого.
Совпадает со сменой климата и вымиранием
Более точная датировка События Лашампа и предшествующих ему событий позволила ученым связать исчезновение магнитного поля с другими явлениями.
Они изучили все материалы, добытые ранее в разных местах по всему миру, включая ледяные керны и пробы из подледных озер, написала The Guardian, которая поговорила с Тёрни.
Зоны тропических лесов в Тихом океане и зоны ветров в Антарктическом резко изменились в момент События Адамса. Из-за этого климат в Австралии стал более засушливым, написали ученые в The Conversation. В то же время в Австралии вымерла мегафауна, включая гигантских кенгуру и гигантских вомбатов. Согласно этой статье, интенсивнее всего фауна вымирала 42,1 тысяч лет назад — как на материке, так и в Тасмании.
До сих пор одна из самых популярных теорий заключалась в том, что мегафауну уничтожил человек.
На севере нынешних США и Канады стремительно разрастался ледяной щит, а в Европе вымерли неандертальцы.
Согласно исследованию, опубликованному в издании Nature в 2014 году, неандертальцы исчезли почти по всей Европе примерно 40 тысяч лет назад.
Почти в то же самое время, примерно 43 тысячи лет назад, в Европе прочно обосновались современные люди. Вероятно, и они приложили руку к исчезновению неандертальцев. Но ученые пока не докопались до истинной причины.
Низкая солнечная активность
В период, когда магнитное поле Земли было слабее всего, случилось и несколько так называемых «больших солнечных минимумов».
У Солнца есть 11-летний жизненный цикл, в течение которого его активность увеличивается и уменьшается. Большой солнечный минимум — это когда в течение нескольких солнечных циклов, то есть нескольких десятилетий, Солнце менее активно, чем в среднем. И хотя поверхность самого Солнца становится менее активной, ослабление магнитного поля нашей звезды делает Землю более уязвимой перед космической непогодой.
Ученые применяли климатические модели, чтобы понять, какой эффект даст ослабленное магнитное поле в сочетании с Большим солнечным минимумом.
«Нефильтрованное излучение из космоса разрывает молекулы воздуха в атмосфере Земли, отделяет от них электроны и испускает свет — этот процесс называется ионизацией», — объясняет Тёрни.
«Ионизированный воздух „поджарил" озоновый слой и вызвал ряд климатических изменений по всей земле».
Потрясающее северное сияние
Ионизированный воздух хорошо проводит электричество, из-за чего постоянно возникали грозы. А северное и южное сияния можно было увидеть на более низких широтах, чем обычно.
«Древние люди по всему миру могли видеть фантастическое полярное сияние, которое полыхало по всему небу», — говорит Алан Купер.
Тронн Хельге Турсвик подтверждает, что это правда.
«Когда защита магнитного поля исчезает, полярное сияние появляется на гораздо более низких широтах и встречается гораздо чаще по всей Земле».
Появились наскальные рисунки
Также ученые посчитали, что условия, воцарившиеся на Земле с началом События Адамса, означали, что на поверхность планеты попадало больше ультрафиолетового излучения. А также 40 — 42 тысячи лет назад стало появляться гораздо больше наскальных рисунков. «Мы думаем, что именно повышение уровня ультрафиолета, особенно во время солнечных вспышек, сделало пещеры очень ценным убежищем для людей», — говорит Купер.
«Очень распространенное изображение — отпечаток ладони в красной охре. Видимо, ее использовали в качестве солнцезащитного крема — так и до сих пор делают некоторые племена».
Ученые предполагают, что люди рисовали и раньше, но делали это на открытом воздухе, так что рисунки быстро смывались и выветривались. Поэтому и создается впечатление, что искусство расцвело именно в то время.
Реакции
The Guardian поговорила с Ричардом Хорном (Richard Horne), исследующим космос сотрудником Британской антарктической службы.
Он говорит, что химические изменения в верхних слоях атмосферы, описанные в исследовании, соответствуют тому, что было зафиксировано во время недолгого периода, когда Солнце испускало высокоэнергетические частицы.
Крис Стринджер (Chris Stringer), специалист по происхождению человека в Музее естественной истории в Лондоне, считает вполне вероятным, что пещеры стали использовать чаще. Но он отмечает, что в индонезийском Сулавеси есть наскальные рисунки значительно более раннего периода, чем Событие Лашамп.
«Ученые также говорят о связи описанных событий с исчезновением неандертальцев, и я согласен, что наверняка это способствовало их вымиранию», — говорит он.
Но в других местах неандертальцы прожили дольше, и время их исчезновения, например, в некоторых частях Азии определено очень неточно.
Точное время
Интересно, что ученым удалось так точно определить время этих событий, говорит Тронн Хельге Турсвик. «И раньше рассуждали о том, что ослабление магнитного поля может привести к климатическим изменениям. Но никогда еще этот вопрос не изучался так подробно, как в этом исследовании».
«Это одно из самых ранних событий, которое удалось датировать. Радиоуглеродный анализ нельзя использовать для датировки событий старше 50 тысяч лет. Таков период полураспада радиоуглерода. Здесь мы оказались на грани возможностей этого метода».
Было ли излучение опасным?
Forskning: Угрожало ли жизни на Земле такое ослабление магнитного поля?
Тронн Хельге Турсвик: Усиление излучения опасно в том смысле, что оно может спровоцировать рак кожи.
Также он перечисляет другие недуги, которые могут быть связаны с переизбытком ультрафиолетового изучения: например, ослабление иммунитета и катаракта.
«Ну а если у вас ослаб иммунитет, вы слепы и еще больны раком — это, конечно, плохие новости».
Турсвик пытался выяснить, могло ли магнитное поле быть связано с вымиранием и появлением новых видов фауны примерно 400 миллионов лет назад. «Но мы не смогли провести точную датировку в таком далеком прошлом».
«Важно, что от переизбытка радиоактивных элементов у нас может начаться рак или мутации. Но кое-кто утверждает, что именно в такие периоды жизнь на Земле меняется. Мутации ведь не только вызывают рак и смерть, они также меняют ход жизни, запускают эволюцию».
Полюса могут снова поменяться местами
Согласно новой научной статье, за последние 170 лет магнитное поле земли ослабело на 9%. Кроме того, северный магнитный полюс земли в последние годы стал перемещаться быстрее. Поэтому ученые задумались, не собираются ли полюса снова поменяться местами.
Такое изменение может потребовать очень много времени.
«Смена полюсов 42 тысячи лет назад была временным явлением, — говорит Турсвик. — А последняя по-настоящему длительная смена полюсов случилась 780 тысяч лет назад. В последние 5 миллионов лет основательная смена полюсов происходила в среднем каждые 200 тысяч лет. Сейчас самое время для очередной смены».
Новая смена полюсов предположительно сделает Землю более уязвимой для солнечных бурь, которые могут повредить электросети и спутники. Хотя, если верить статье в National Geographic, все может быть не так уж и драматично.
«Многие говорят, что это скоро произойдет. Это точно займет полвека-век или около того. Но процесс может и остановиться. Полюса ведь все время немного двигаются туда-сюда. Так что мало ли что…» — рассуждает Турсвик.
Ученые определили, что полюса неоднократно менялись местами на протяжении истории Земли, а вот почему это происходит, точно не ясно. «Так часто бывает: можно обнаруживать и датировать события, но при этом не понимать, почему они произошли».
