Наскільки ефективно озон і магнітосфера захищають нас від потужних вибухів наднових?
Чи переживе Земля вибух наднової поблизу — учені Фото: freepik.com
Кожного мільйона років масивна зоря вибухає в межах 100 парсеків (326 світлових років) від Землі. Ми знаємо це, тому що наша Сонячна система знаходиться всередині масивної космічної бульбашки, яка називається Місцевою бульбашкою.
Це область простору, де густина водню набагато нижча, ніж за межами бульбашки. Серія вибухів наднових за останні 10-20 мільйонів років зменшувала цю бульбашку.
Наднові небезпечні, і чим ближче до них знаходиться планета, тим смертельніший їхній вплив. Вчені розмірковують над тим, як вибухи наднових вплинули на Землю, чи спричинили вони масові вимирання або принаймні часткові вимирання.
Гамма-сплеск наднової та космічні промені можуть виснажити озоновий шар Землі і дозволити іонізуючому ультрафіолетовому випромінюванню досягти поверхні планети. Внаслідок цього в атмосфері може утворитися більше аерозольних частинок, що збільшить хмарність і спричинить глобальне похолодання.
Локальна бульбашка — не єдине свідчення близьких наднових з колапсом ядра (SNe) за останні кілька мільйонів років. Океанічні відклади також містять 60Fe, радіоактивний ізотоп заліза з періодом напіврозпаду 2,6 мільйона років.
Цікаве по темі: Обертання внутрішнього ядра Землі сповільнилося: що станеться
SNe викидають 60Fe у космос, коли вибухають, що вказує на вибух наднової зірки, яка вибухнула близько 2 млн років тому. Також 60Fe є в осадових породах, що вказує на ще один вибух наднової близько 8 млн років тому.
Дослідники пов’язали вибух наднової з пізньодевонським вимиранням близько 370 мільйонів років тому. В одній роботі дослідники виявили спори рослин, спалені ультрафіолетом, що вказує на те, що щось потужне виснажило озоновий шар Землі.
Насправді, біорізноманіття Землі скоротилося приблизно за 300 000 років до пізньодевонського вимирання, що свідчить про те, що кілька SNe могли відіграти певну роль.
Озоновий шар Землі знаходиться в постійному русі. Коли ультрафіолетова енергія досягає його, вона розщеплює молекули озону (O3). Це розсіює ультрафіолетову енергію, і атоми кисню знову об’єднуються в O3. Цикл повторюється.
Спалах наднової може порушити цей цикл, зменшивши щільність озонового шару і дозволивши більш смертоносному ультрафіолету досягти поверхні Землі.
Але Теодорос Хрістудіас з Центру досліджень клімату та атмосфери Кіпрського інституту та його колеги припускають, що озоновий шар Землі набагато стійкіший, ніж вважалося, і забезпечує достатній захист від SNe на відстані 100 парсеків.
Вони змоделювали атмосферу Землі за допомогою моделі земних систем з атмосферною хімією (EMAC), щоб вивчити вплив близьких вибухів SNe на атмосферу Землі.
Використовуючи EMAC, вони змоделювали «складну динаміку атмосферної циркуляції, хімію і зворотний зв’язок процесів» в атмосфері Землі.
«Ми припускаємо, що поблизу знаходиться репрезентативна наднова зі швидкістю іонізації GCR (галактичних космічних променів) в атмосфері, яка в 100 разів перевищує сучасний рівень», — пишуть вони.
Це співвідноситься з вибухом наднової на відстані близько 100 парсеків або 326 світлових років.
«Максимальне виснаження озону над полюсами менше, ніж сучасна антропогенна озонова діра над Антарктидою, що становить втрату озонового шару на 60-70%, — пояснюють автори. — З іншого боку, спостерігається збільшення вмісту озону в тропосфері, але воно знаходиться в межах рівнів, що є результатом недавнього антропогенного забруднення».
Максимальне середнє виснаження озонового шару в стратосфері від іонізуючого випромінювання в 100 разів більшого, ніж зазвичай, репрезентативного для найближчої СЗЗ, становить близько 10% в усьому світі. Це приблизно таке ж зменшення, якому спричиняє наше антропогенне забруднення. Це не дуже сильно вплине на біосферу.
Читайте також: У Всесвіту є двійник, де час тече в зворотний бік — учені
«Хоча такі зміни озонового шару є значними, малоймовірно, що вони матимуть серйозний вплив на біосферу, особливо тому, що більша частина втрат озону відбувається у високих широтах», — пояснюють автори.
Глобальне похолодання збільшиться, але не до небезпечних масштабів.
«Ці зміни, хоча і мають кліматичне значення, можна порівняти з контрастом між незайманою доіндустріальною атмосферою і забрудненою сучасною атмосферою», — пишуть дослідники.
Вони кажуть, що це призведе до охолодження атмосфери приблизно на стільки ж, на скільки ми нагріваємо її зараз.
Дослідники наголошують, що їхнє дослідження стосується всієї біосфери, а не окремих людей.
«Наше дослідження не розглядає прямі ризики для здоров’я людей і тварин в результаті впливу підвищеної іонізуючої радіації», — пишуть вони.
Залежно від індивідуальних обставин, окремі люди можуть піддаватися небезпечним рівням радіації з плином часу. Але в цілому біосфера продовжуватиме функціонувати, незважаючи на 100-кратне збільшення ультрафіолетового випромінювання. Наша атмосфера і магнітосфера можуть з цим впоратися.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Учені відкрили нову властивість води
Скільки людей потрібно, щоб колонізувати Марс — дослідження
Колись доба на Землі триватиме 25 годин — учені
За матеріалами: Science Alert.
