Насколько эффективно озон и магнитосфера защищают нас от мощных взрывов сверхновых?
Переживет ли Земля взрыв сверхновой вблизи — ученые Фото: freepik.com
Каждый миллион лет массивная звезда взрывается в пределах 100 парсеков (326 световых лет) от Земли. Мы знаем это, потому что наша Солнечная система находится внутри массивного космического пузыря, который называется Местным пузырем.
Это область пространства, где плотность водорода намного ниже, чем за пределами пузыря. Серия взрывов сверхновых за последние 10-20 миллионов лет уменьшала этот пузырь.
Сверхновые опасны, и чем ближе к ним находится планета, тем смертельнее их влияние. Ученые размышляют над тем, как взрывы сверхновых повлияли на Землю, вызвали ли они массовые вымирания или по крайней мере частичные вымирания.
Гамма-всплеск сверхновой и космические лучи могут истощить озоновый слой Земли и позволить ионизирующему ультрафиолетовому излучению достичь поверхности планеты. В результате в атмосфере может образоваться больше аэрозольных частиц, что увеличит облачность и вызовет глобальное похолодание.
Локальный пузырь — не единственное свидетельство близких сверхновых с коллапсом ядра (SNe) за последние несколько миллионов лет. Океанические отложения также содержат 60Fe, радиоактивный изотоп железа с периодом полураспада 2,6 миллиона лет.
Интересное по теме: Вращение внутреннего ядра Земли замедлилось: что произойдет
SNe выбрасывают 60Fe в космос, когда взрываются, что указывает на взрыв сверхновой звезды, которая взорвалась около 2 млн лет назад. Также 60Fe есть в осадочных породах, что указывает на еще один взрыв сверхновой около 8 млн лет назад.
Исследователи связали взрыв сверхновой с позднедевонским вымиранием около 370 миллионов лет назад. В одной работе исследователи обнаружили споры растений, сожженные ультрафиолетом, что указывает на то, что что-то мощное истощило озоновый слой Земли.
На самом деле, биоразнообразие Земли сократилось примерно за 300 000 лет до позднедевонского вымирания, что свидетельствует о том, что несколько SNe могли сыграть определенную роль.
Озоновый слой Земли находится в постоянном движении. Когда ультрафиолетовая энергия достигает его, она расщепляет молекулы озона (O3). Это рассеивает ультрафиолетовую энергию, и атомы кислорода снова объединяются в O3. Цикл повторяется.
Вспышка сверхновой может нарушить этот цикл, уменьшив плотность озонового слоя и позволив более смертоносному ультрафиолету достичь поверхности Земли.
Но Теодорос Христудиас из Центра исследований климата и атмосферы Кипрского института и его коллеги предполагают, что озоновый слой Земли гораздо более устойчив, чем считалось, и обеспечивает достаточную защиту от SNe на расстоянии 100 парсеков.
Они смоделировали атмосферу Земли с помощью модели земных систем с атмосферной химией (EMAC), чтобы изучить влияние близких взрывов SNe на атмосферу Земли.
Используя EMAC, они смоделировали «сложную динамику атмосферной циркуляции, химию и обратную связь процессов» в атмосфере Земли.
«Мы предполагаем, что поблизости находится репрезентативная сверхновая со скоростью ионизации GCR (галактических космических лучей) в атмосфере, которая в 100 раз превышает современный уровень», — пишут они.
Это соотносится со взрывом сверхновой на расстоянии около 100 парсеков или 326 световых лет.
«Максимальное истощение озона над полюсами меньше, чем современная антропогенная озоновая дыра над Антарктидой, что составляет потерю озонового слоя на 60-70%, — объясняют авторы. — С другой стороны, наблюдается увеличение содержания озона в тропосфере, но оно находится в пределах уровней, являющихся результатом недавнего антропогенного загрязнения».
Максимальное среднее истощение озонового слоя в стратосфере от ионизирующего излучения в 100 раз большего, чем обычно, репрезентативного для ближайшей СЗЗ, составляет около 10% во всем мире. Это примерно такое же уменьшение, которое вызывает наше антропогенное загрязнение. Это не очень сильно повлияет на биосферу.
Читайте также: У Вселенной есть двойник, где время течет в обратную сторону — ученые
«Хотя такие изменения озонового слоя являются значительными, маловероятно, что они окажут серьезное влияние на биосферу, особенно потому, что большая часть потерь озона происходит в высоких широтах», — объясняют авторы.
Глобальное похолодание увеличится, но не до опасных масштабов.
«Эти изменения, хотя и имеют климатическое значение, можно сравнить с контрастом между нетронутой доиндустриальной атмосферой и загрязненной современной атмосферой», — пишут исследователи.
Они говорят, что это приведет к охлаждению атмосферы примерно на столько же, на сколько мы нагреваем ее сейчас.
Исследователи отмечают, что их исследование касается всей биосферы, а не отдельных людей.
«Наше исследование не рассматривает прямые риски для здоровья людей и животных в результате воздействия повышенной ионизирующей радиации», — пишут они.
В зависимости от индивидуальных обстоятельств, отдельные люди могут подвергаться опасным уровням радиации с течением времени. Но в целом биосфера будет продолжать функционировать, несмотря на 100-кратное увеличение ультрафиолетового излучения. Наша атмосфера и магнитосфера могут с этим справиться.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Ученые открыли новое свойство воды
Сколько людей нужно, чтобы колонизировать Марс — исследование
Когда-то сутки на Земле будут длиться 25 часов — ученые
По материалам: Science Alert.
