Kosmiczny obłok mógł sporo namieszać. Naukowcy mówią o jego wpływie na klimat

Badania opublikowane przez "Nature Astronomy" sugerują, że przejście Układu Słonecznego przez gęsty obłok międzygwiazdowy około dwa miliony lat temu mogło mieć wpływ na zmiany klimatu na Ziemi.

Ostatnia epoka lodowcowa zakończyła się około 12 tysięcy lat temu. Przedtem, zlodowacenia były przerywane przez okresy ocieplenia klimatu, znane jako interglacjały. Naukowcy wskazują wiele przyczyn zlodowaceń, w tym zmiany nachylenia i rotacji Ziemi, przemieszczanie się płyt tektonicznych, erupcje wulkanów oraz poziom dwutlenku węgla w atmosferze. Jednak najnowsze badania sugerują, że mogą istnieć również pozaziemskie czynniki wpływające na klimat, takie jak położenie Układu Słonecznego w naszej galaktyce.

Profesor Merav Opher, specjalistka w dziedzinie badań heliosfery z Boston University i Harvard Radcliffe Institute, odkryła dowody na to, że około dwa miliony lat temu Układ Słoneczny napotkał na gęsty obłok międzygwiazdowy, który mógł zakłócić wiatr słoneczny. Według Opher i jej zespołu, to odkrycie sugeruje, że położenie Słońca w przestrzeni kosmicznej może mieć większy wpływ na historię Ziemi, niż wcześniej sądzono.

Układ Słoneczny jest otoczony przez heliosferę, ochronną tarczę z cząstek naładowanych emitowanych przez Słońce, znaną jako wiatr słoneczny. NASA opisuje heliosferę jako "gigantyczną bańkę", która sięga poza orbitę Plutona i chroni przed promieniowaniem kosmicznym, które mogłoby spowodować mutacje DNA i uniemożliwić rozwój życia na Ziemi.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Badania przeprowadzone przez zespół prof. Opher sugerują, że gęsta chmura pyłu mogła skompresować heliosferę, co spowodowało, że Ziemia i inne planety Układu Słonecznego na krótko znalazły się poza jej ochroną.

"Ta praca jest pierwszą, która ilościowo pokazuje, że doszło do spotkania Słońca z obiektem spoza Układu Słonecznego, które miało wpływ na klimat Ziemi" – podkreśliła Opher.

Opher i jej zespół użyli zaawansowanych modeli komputerowych, aby cofnąć się w czasie i zobrazować położenie Słońca, heliosfery i reszty Układu Słonecznego dwa miliony lat temu. Opracowali również mapę Local Ribbon of Cold Clouds, czyli sznura dużych, gęstych i bardzo zimnych chmur zbudowanych głównie z atomów wodoru. Symulacje wykazały, że jedna z chmur, nazwana Local Lynx of Cold Cloud, mogła zderzyć się z heliosferą.

Jak zaznaczyła Opher, gdyby do takiego zderzenia doszło, Ziemia byłaby narażona na działanie ośrodka międzygwiazdowego, w którym gaz i pył mieszają się z pozostałościami pierwiastków po eksplozjach gwiazd, w tym z żelazem i plutonem. Zwykle heliosfera odfiltrowuje większość tych radioaktywnych cząstek, ale bez jej ochrony mogą one łatwo dotrzeć do Ziemi. Według artykułu, to pokrywa się z dowodami geologicznymi, które wskazują na zwiększoną zawartość izotopów 60Fe (żelazo 60) i 244Pu (pluton 244) w oceanie, na Księżycu, w śniegu Antarktyki i rdzeniach lodowych z tego samego okresu. Czas tego wydarzenia jest również zgodny z zapisami temperatury wskazującymi okres chłodzenia.

"Rzadko nasze kosmiczne sąsiedztwo poza Układem Słonecznym wpływa na życie na Ziemi" – zaznaczył Avi Loeb, dyrektor Instytutu Teorii i Obliczeń Uniwersytetu Harvarda i współautor artykułu. - "To ekscytujące odkrycie, że nasze przejście przez gęste chmury kilka milionów lat temu mogło wystawić Ziemię na znacznie większy strumień promieni kosmicznych i atomów wodoru. Nasze wyniki otwierają nowe okno na związek między ewolucją życia na Ziemi a naszym kosmicznym sąsiedztwem".

Jak podkreśliła Opher, zewnętrzne ciśnienie ze strony Local Lynx of Cold Cloud mogło blokować heliosferę na kilkaset do miliona lat – w zależności od rozmiaru chmury. "Ale gdy tylko Ziemia oddaliła się od zimnej chmury, heliosfera pochłonęła wszystkie planety, w tym Ziemię". Tak też jest obecnie - otacza nas heliosfera.

Według prof. Opher, choć niemożliwe jest dokładne określenie wpływu takich chmur na Ziemię, w ośrodku międzygwiazdowym istnieje kilka innych zimnych obłoków, które Słońce prawdopodobnie napotkało w ciągu miliardów lat. I prawdopodobnie natknie się na więcej za około milion lat.

Opher i jej współpracownicy pracują obecnie nad ustaleniem, gdzie znajdowało się Słońce siedem milionów lat temu, a nawet wcześniej. Określenie położenia Słońca miliony lat wstecz, a także układu zimnych chmur jest możliwe dzięki danym zebranym przez misję Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej (RSA), która tworzy największą trójwymiarową mapę galaktyki i daje niespotykany dotychczas wgląd w prędkości poruszania się gwiazd.

Opher i jej zespół z finansowanego przez NASA centrum naukowego DRIVE badają obecnie, jaki wpływ mogły mieć obłoki międzygwiazdowe na promieniowanie docierające do Ziemi, a także atmosferę, klimat oraz kształtowanie się życia na naszej planecie.