Twee nabije supernova's die zo'n 2,5 en 8 miljoen jaar geleden explodeerden, zouden kunnen hebben geleid tot een verspringende uitputting van de ozonlaag van de aarde. wat verschillende gevolgen heeft voor het leven op aarde.

Vooral, twee-en-een-half miljoen jaar geleden was de aarde drastisch aan het veranderen. het Plioceen, wat een heet en zwoel tijdperk was, liep ten einde en het Pleistoceen, een tijdperk van herhaalde ijstijd, bekend als de ijstijd, was aan het beginnen. Natuurlijke variaties in de baan van de aarde en wiebelen waren waarschijnlijk verantwoordelijk voor de verandering in het klimaat, maar de gelijktijdige gebeurtenis van een supernova zou inzicht kunnen verschaffen in de diversificatie van het leven tijdens dit tijdperk.

Men denkt dat deze supernova tussen de 163 en 326 lichtjaar (50-100 parsec) van de aarde heeft plaatsgevonden. Voor perspectief, onze naaste sterrenbuur, Proxima Centauri, is 4,2 lichtjaar verwijderd.

Gevolgen voor de aarde

Supernova's kunnen alle nabijgelegen bewoonde planeten steriliseren die zich in het pad van hun schadelijke ioniserende straling bevinden. Kunnen nabije supernova's grote schade aanrichten aan de bestaande biologie van onze planeet? Een onderzoeker wilde dat weten. Dr. Brian Thomas, een astrofysicus aan de Washburn University in Kansas, VS, de biologische effecten op het aardoppervlak gemodelleerd, gebaseerd op geologisch bewijs van nabije supernova's 2,5 miljoen en 8 miljoen jaar geleden. In zijn laatste krant Thomas onderzocht kosmische straling van de supernova's terwijl ze zich door onze atmosfeer naar het oppervlak voortplantten, om hun effect op levende organismen te begrijpen.

Kijkend naar het fossielenbestand tijdens de Plioceen-Pleistoceen grens (2,5 miljoen jaar geleden), we zien een dramatische verandering in het fossielenarchief en in de landbedekking wereldwijd. Thomas vertelt Astrobiology Magazinedat "er veranderingen waren, vooral in Afrika, die van meer bebost naar meer grasland ging." Gedurende deze tijd toont het geologische record een verhoogde wereldwijde concentratie van ijzer-60 (60Fe), dat is een radioactieve isotoop geproduceerd tijdens een supernova.

"We zijn geïnteresseerd in hoe exploderende sterren het leven op aarde beïnvloeden, en het blijkt dat er een paar miljoen jaar geleden veranderingen waren in de dingen die toen leefden, "zegt Thomas. "Het kan verband houden met deze supernova."

Bijvoorbeeld, er was een verandering in de overvloed aan soorten tijdens de Plioceen-Pleistoceen grens. Hoewel er geen grote massa-extincties hebben plaatsgevonden, er was een hogere mate van uitsterven in het algemeen, meer soortvorming en een verandering in vegetatie.

Niet zo dodelijk

Hoe zou een nabije supernova het leven op aarde beïnvloeden? Thomas betreurt dat supernova's vaak worden geïllustreerd als "supernova gaat af en alles sterft", maar dat is niet helemaal het geval. Het antwoord ligt in de atmosfeer. Voorbij zonnebrand, de ozonlaag beschermt alle biologie tegen schadelijke, genetisch veranderende ultraviolette (UV) straling. Thomas gebruikte wereldwijde klimaatmodellen, recente atmosferische chemiemodellen en stralingsoverdracht (de voortplanting van straling door de lagen van de atmosfeer) om beter te begrijpen hoe de stroom van kosmische straling van supernovae de atmosfeer van de aarde zou veranderen, met name de ozonlaag.

Een ding om op te merken is dat kosmische stralen van supernova's niet alles in één keer op hun pad zouden vernietigen. Het intergalactische medium werkt als een soort zeef, het vertragen van de komst van kosmische straling en "radioactieve ijzerregen" (60Fe) gedurende honderdduizenden jaren, Thomastells Astrobiology Magazine. Hogere energetische deeltjes zullen de aarde eerst bereiken en op een andere manier met onze atmosfeer interageren dan lagere energiedeeltjes die later aankomen. Thomas' studie modelleerde de uitputting van ozon 100, 300, en 1, 000 jaar nadat de eerste deeltjes van een supernova onze atmosfeer begonnen binnen te dringen. interessant, uitputting piekte (ongeveer 26 procent) voor de 300-jarige zaak, het verslaan van de 100-jarige zaak.

De hoogenergetische kosmische stralen in het 100-jarige geval zouden dwars door de stratosfeer ritselen en hun energie onder de ozonlaag afzetten, minder uitputten, terwijl de minder energetische kosmische stralen die tijdens het interval van 300 jaar arriveren, meer energie in de stratosfeer zouden afzetten, ozon aanzienlijk afbreken.

Een afname van ozon kan een punt van zorg zijn voor het leven aan de oppervlakte. "Dit werk is een belangrijke stap op weg naar het begrijpen van de impact van nabije supernova's op onze biosfeer, " zegt Dr. Dimitra Atri, een computerfysicus aan het Blue Marble Space Institute of Science in Seattle, VS.

Gemengde effecten

Thomas onderzocht verschillende mogelijke biologisch schadelijke effecten (erytheem, huidkanker, staar, remming van de fotosynthese van mariene fytoplankton en plantschade) op verschillende breedtegraden als gevolg van verhoogde UV-straling als gevolg van een uitgeputte ozonlaag. Ze vertoonden verhoogde schade over de hele linie, neemt over het algemeen toe met de breedte, wat logisch is gezien de veranderingen die we zien in het fossielenbestand. Echter, de effecten zijn niet voor alle organismen even schadelijk. Plankton, de primaire producenten van zuurstof, leek minimaal te zijn aangetast. De resultaten suggereerden ook een kleine toename van het risico op zonnebrand en huidkanker bij mensen.

Dus, leiden nabije supernova's tot massale uitstervingen? Het hangt er van af, zegt Tomas. "Er is een subtielere verschuiving; in plaats van een 'alles wegvagen', sommige [organismen] zijn beter af en sommige zijn slechter af." Sommige planten vertoonden bijvoorbeeld een verhoogde opbrengst, zoals soja en tarwe, terwijl andere fabrieken een verminderde productiviteit vertoonden. "Het past, "Thomas stelt, verwijzend naar de verandering in soorten in het fossielenarchief.

In de toekomst, Thomas hoopt dit werk uit te breiden en mogelijke verbanden tussen menselijke evolutie en supernova's te onderzoeken.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NASA's Astrobiology Magazine. Verken de aarde en daarbuiten op www.astrobio.net.