De tijdelijke ineenstorting van het aardmagnetisch veld 42, 000 jaar geleden leidden tot grote klimaatveranderingen die leidden tot wereldwijde milieuveranderingen en massale uitstervingen, een nieuwe internationale studie onder leiding van UNSW Sydney en het South Australian Museum toont.

Dit dramatische keerpunt in de geschiedenis van de aarde - doorspekt met elektrische stormen, wijdverbreide aurora's, en kosmische straling - werd veroorzaakt door de omkering van de magnetische polen van de aarde en veranderende zonnewinden.

De onderzoekers noemden deze gevaarlijke periode de 'Adams Transitional Geomagnetische Gebeurtenis', of kortweg 'Adams Event' - een eerbetoon aan sciencefictionschrijver Douglas Adams, die in The Hitchhiker's Guide to the Galaxy schreef dat '42' het antwoord op het leven was, het universum, en alles.

De bevindingen worden vandaag gepubliceerd in Wetenschap.

"Voor de eerste keer ooit, we hebben de timing en de milieueffecten van de laatste magnetische poolschakelaar nauwkeurig kunnen dateren, " zegt Chris Turney, een professor bij UNSW Science en co-hoofdauteur van de studie.

"De bevindingen zijn mogelijk gemaakt met oude Nieuw-Zeelandse kauri-bomen, die al meer dan 40 jaar in sedimenten bewaard zijn gebleven, 000 jaar.

"Met behulp van de oude bomen die we konden meten, en datum, de piek in atmosferische radiokoolstofniveaus veroorzaakt door de ineenstorting van het magnetisch veld van de aarde."

Terwijl wetenschappers al wisten dat de magnetische polen tijdelijk rond 41-42 draaiden, 000 jaar geleden (bekend als de 'Excursie van Laschamps'), ze wisten niet precies hoe het het leven op aarde beïnvloedde - of helemaal niet.

Maar de onderzoekers waren in staat om een ​​gedetailleerde tijdschaal te maken van hoe de atmosfeer van de aarde in deze tijd veranderde door ringen op de oude kauri-bomen te analyseren.

"De kauri-bomen zijn als de Rosetta-steen, ons helpen gegevens van milieuveranderingen in grotten bij elkaar te brengen, ijskernen en veengebieden over de hele wereld, " zegt co-lead professor Alan Cooper, Ere-onderzoeker bij het South Australian Museum.

De onderzoekers vergeleken de nieuw gecreëerde tijdschaal met records van locaties in de Stille Oceaan en gebruikten deze in wereldwijde klimaatmodellering, de ontdekking dat de groei van ijskappen en gletsjers boven Noord-Amerika en grote verschuivingen in grote windgordels en tropische stormsystemen terug te voeren zijn op de Adams-gebeurtenis.

Een van hun eerste aanwijzingen was dat megafauna op het vasteland van Australië en Tasmanië gelijktijdig uitstierven 42, 000 jaar geleden.

"Dit had nooit goed geleken, omdat het lang was nadat de Aboriginals arriveerden, maar rond dezelfde tijd dat de Australische omgeving verschoof naar de huidige droge staat, " zegt prof. Cooper.

Het artikel suggereert dat de Adams-gebeurtenis veel andere evolutionaire mysteries zou kunnen verklaren, zoals het uitsterven van Neanderthalers en de plotselinge wijdverbreide verschijning van figuratieve kunst in grotten over de hele wereld.

"Het is de meest verrassende en belangrijke ontdekking waar ik ooit bij betrokken ben geweest, " zegt prof. Cooper.

De perfecte (kosmische) storm

De magnetische noordpool - dat wil zeggen, de richting waarin een kompasnaald wijst - heeft geen vaste locatie. Het wiebelt meestal dicht bij de Noordpool (het meest noordelijke punt van de aardas) in de loop van de tijd als gevolg van dynamische bewegingen in de kern van de aarde, net als de magnetische zuidpool.

Soms, om onduidelijke redenen, de bewegingen van de magnetische polen kunnen ingrijpender zijn. Rond 41, 000-42, 000 jaar geleden wisselden ze volledig van plaats.

"De Laschamps-excursie was de laatste keer dat de magnetische polen omdraaiden, " zegt Prof. Turney. "Ze hebben ongeveer 800 jaar van plaats gewisseld voordat ze van gedachten veranderden en weer terug ruilden."

Tot nu, wetenschappelijk onderzoek heeft zich gericht op veranderingen die plaatsvonden terwijl de magnetische polen werden omgekeerd, toen het magnetische veld was verzwakt tot ongeveer 28 procent van zijn huidige sterkte.

Maar volgens de bevindingen van het team, het meest dramatische deel was de aanloop naar de ommekeer, toen de polen over de aarde migreerden.

"Het magnetische veld van de aarde daalde tot slechts 0-6 procent tijdens het Adams-evenement, " zegt prof. Turney.

"We hadden in wezen helemaal geen magnetisch veld - ons kosmische stralingsschild was helemaal weg."

Tijdens de afbraak van het magnetische veld, de zon heeft verschillende 'Grand Solar Minima' (GSM) meegemaakt, langdurige perioden van stille zonneactiviteit.

Ook al betekent een GSM minder activiteit op het oppervlak van de zon, de verzwakking van het magnetische veld kan betekenen dat meer ruimteweer - zoals zonnevlammen en galactische kosmische stralen - de richting van de aarde zou kunnen opgaan.

"Ongefilterde straling uit de ruimte scheurde luchtdeeltjes in de atmosfeer van de aarde uit elkaar, elektronen scheiden en licht uitzenden - een proces dat ionisatie wordt genoemd, " zegt prof. Turney.

"De geïoniseerde lucht 'frituurde' de ozonlaag, veroorzaakt een golf van klimaatverandering over de hele wereld."

De grotten in

Oogverblindende lichtshows zouden tijdens het Adams Event regelmatig in de lucht zijn geweest.

Aurora borealis en aurora australis, ook wel bekend als het noorderlicht en het zuiderlicht, worden veroorzaakt door zonnewinden die de atmosfeer van de aarde raken.

Meestal beperkt tot de polaire noordelijke en zuidelijke delen van de wereld, de kleurrijke bezienswaardigheden zouden wijdverbreid zijn geweest tijdens de ineenstorting van het magnetische veld van de aarde.

"Vroege mensen over de hele wereld zouden geweldige aurora's hebben gezien, glinsterende sluiers en lakens aan de hemel, " zegt prof. Cooper.

Geïoniseerde lucht - die een geweldige geleider is voor elektriciteit - zou ook de frequentie van elektrische stormen hebben verhoogd.

"Het moet het einde der dagen hebben geleken, " zegt prof. Cooper.

De onderzoekers theoretiseren dat de dramatische veranderingen in het milieu ertoe hebben geleid dat vroege mensen meer onderdak zochten. Dit zou de plotselinge verschijning van grotkunst over de hele wereld kunnen verklaren, ongeveer 42, 000 jaar geleden.

"We denken dat de sterke stijgingen van de UV-niveaus, vooral tijdens zonnevlammen, zou grotten plotseling zeer waardevolle schuilplaatsen maken, " zegt prof. Cooper. "Het veelvoorkomende grotkunstmotief van rode okerhandafdrukken kan erop wijzen dat het als zonnebrandcrème werd gebruikt, een techniek die nog steeds door sommige groepen wordt gebruikt.

"De verbazingwekkende beelden die in deze tijd in de grotten zijn gemaakt, zijn bewaard gebleven, terwijl andere kunst in open gebieden sindsdien is uitgehold, waardoor het lijkt alsof kunst plotseling begint 42, 000 jaar geleden."

Oude aanwijzingen ontdekken

Deze bevindingen komen twee jaar nadat een bijzonder belangrijke oude kauri-boom werd ontdekt in Ngāwhā, Noordland.

De massieve boom - met een stam van meer dan twee en een halve meter - leefde tijdens de Laschamps.

"Net als andere begraven kauri-logboeken, het hout van de Ngāwhā-boom is zo goed bewaard gebleven dat de bast er nog aan zit, " zegt UNSW's Dr. Jonathan Palmer, een specialist in het dateren van jaarringen (dendrochronologie). Dr. Palmer bestudeerde dwarsdoorsneden van de bomen in de Chronos 14Carbon-Cycle Facility van UNSW Science.

Met behulp van radiokoolstofdatering - een techniek om oude overblijfselen of gebeurtenissen te dateren - volgde het team de veranderingen in radiokoolstofniveaus tijdens de magnetische poolomkering. Deze gegevens werden naast de jaarringen van de bomen in kaart gebracht, die werkt als een nauwkeurige, natuurlijke tijdstempel.

De nieuwe tijdschaal hielp het beeld van deze dramatische periode in de geschiedenis van de aarde te onthullen. Het team was in staat om de keten van milieu- en uitstervingsgebeurtenissen te reconstrueren met behulp van klimaatmodellering.

"Hoe meer we naar de gegevens keken, hoe meer alles op 42 wees, " zegt prof. Turney. "Het was griezelig.

"Douglas Adams was duidelijk iets op het spoor, ten slotte."

Een versneller als geen ander

Terwijl de magnetische polen vaak dwalen, sommige wetenschappers maken zich zorgen over de huidige snelle beweging van de magnetische noordpool over het noordelijk halfrond.

"Deze snelheid - naast de verzwakking van het magnetische veld van de aarde met ongeveer negen procent in de afgelopen 170 jaar - zou kunnen wijzen op een aanstaande omkering, " zegt prof. Cooper.

"Als er vandaag een soortgelijke gebeurtenis heeft plaatsgevonden, de gevolgen zouden enorm zijn voor de moderne samenleving. Inkomende kosmische straling zou onze elektriciteitsnetten en satellietnetwerken vernietigen."

Prof. Turney zegt dat de door de mens veroorzaakte klimaatcrisis catastrofaal genoeg is zonder grote zonneveranderingen of een poolomkering in de mix te gooien.

"Onze atmosfeer is al gevuld met koolstof op niveaus die de mensheid nog nooit eerder heeft gezien, " zegt hij. "Een magnetische poolomkering of extreme verandering in de activiteit van de zon zou een ongekende versnelling van de klimaatverandering zijn.

"We moeten dringend de CO2-uitstoot terugdringen voordat zo'n willekeurige gebeurtenis opnieuw gebeurt."