Ймовірно, вибух зорі неподалік від Землі став причиною масового вимирання 360 мільйонів років тому. Наднова на відстані приблизно 65 світлових років могла б пояснити, чому тоді озоновий шар Землі зазнав екстремального розрідження. Також у цей час збільшилися дефекти у тварин та радіаційні вади у пилку рослин – це могло б вказувати на космічну катастрофу, повідомили вчені.
359 мільйонів років тому потоки випромінювання та частинок від наднової могли огорнути Землю (голубим позначено контур нашої планети). Зображення: Jesse Miller.
Наприкінці девонського періоду життя на Землі пережило катастрофу: після того як кілька мільйонів років до цього біорізноманіття поступово зменшувалося, 359 мільйонів років тому вимерло до 75 % всіх рослин і тварин. Ця подія, яку називають також подією Ганґенберґа, позначає масове вимирання, яким закінчилася ера первісних панцерних риб і, ймовірно, яке посприяло розвитку наземних хребетних.
Проте що спричинило це масове вимирання, досі залишається суперечливим. Деякі вчені вважають, що вирішальну роль у цьому зіграло тривале виверження великої вулканічної ділянки. Але сліди цього мегавулканізму на 10 мільйонів років старіші, ніж саме вимирання. Науковці обговорюють також кліматичні зміни, геохімічні процеси або падіння астероїда як причину катастрофи.
Альтернативний сценарій доводить Браян Філдс (Brian Fields) з Іллінойського університету в Урбана-Шампейн та його колеги. На їхню думку, в цей час на Землі сильно зросло радіаційне випромінювання, що засвідчують викопні рештки дефективних тварин і пилку – через опромінення.
«Хоч і земна катастрофа, зокрема мегавулканізм чи глобальне потепління, могли знищити озоновий шар, але вказівки на це наприкінці девону радше непевні», – сказав Філдс. Тож він з командою дослідив, чи не могла астрономічна подія спричинити розрідження озонового шару.
Пошкодити земний озоновий шар могли сильні сонячні бурі, удар великого астероїда чи спалах гамма-випромінювання. «Але ці події дуже короткочасні, – сказав колега Філдса Джес Міллер (Jesse Miller). – Тож малоймовірно, що вони призвели до довготривалого розрідження озону наприкінці девону». Адже осадкові породи засвідчують: масове вимирання тривало щонайменше 100 тисяч років.
Є й інше припущення: близько розташована наднова. На відстані, меншій ніж 25 світлових років, такий вибух зорі був би смертельним для всього земного життя і впродовж незначного часу зробив би планету цілком стерильною. Але за спалаху віддаленішого події б розвивалися інакше: якби він відбувся в діаметрі 100 світлових років, потоки енергетичних частинок, що від нього відходять, та сильне випромінювання могли б завдати природі суттєвої шкоди. «Інтенсивність космічного випромінювання була б достатньо високою, щоб суттєво розрідити озоновий шар», – повідомили вчені.
В такому випадку іонізоване рентген- і гамма-випромінювання, а також УФ-проміння Сонця могли б потрапляти на поверхню Землі значною мірою невідфільтрованими. «Зумовлене вибухом наднової зникнення озону довговічне та глобальне і при цьому з великою ймовірністю може призвести до масового вимирання», – сказав Філдс та його колеги.
Крім зникнення озону, бурі частинок та випромінювання наднової могли також спровокувати грози, лісові пожежі та посилене утворення атмосферного азоту. Це, своєю чергою, могло сприяти росту рослин і в такий спосіб усувати діоксид вуглецю з атмосфери, повідомили вчені. Як наслідок, клімат знову охолонув.
Насправді існують свідчення того, що в своєму минулому Земля неодноразово опинялася біля наднових зір. Так осадкові породи певного ізотопу заліза доводять: близько 2,5 мільйона років тому наднова була на відстані приблизно 150 світлових років від Землі – і в цей час відбувалися вимирання. Навіть вся Сонячна система своїм існуванням, можливо, завдячує сусідству наднової.
Але зараз ще бракує однозначного доказу, що й 359 мільйонів років тому відбувся такий спалах зорі. Це можна буде довести, коли в викопних рештках і в шарах породи з того часу знайдуть космічні ізотопи, зокрема плутоній-244 або самарій-146. Ці варіанти атомів продукує наднова, і через потоки частинок вони добираються до небесних тіл навколо.
«Коли ми виявимо ці радіоізотопи на Землі, будемо знати, що вони походять з такої події – вони були б димком зі ствола наднової, розташованої поблизу», – сказав Філдс. Він з командою зараз планує шукати ці «димки» в осадкових породах з часів девону.
Nadja Podbregar
Supernova schuld an Massenaussterben?
University of Illinois at Urbana-Champaign, 20/08/2020
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; doi: 10.1073/pnas.2013774117
Зреферувала С. К.
27.08.2020