För cirka två miljoner år sedan var jorden en plats
där våra mänskliga förfäder levde sida vid sida med sabeltandade tigrar,
mastodonter och enorma gnagare. Det var en kallare tid klimatmässigt än nu. Detta då Jorden hade
fallit in i en djupfrysningsperiod, med flera istider som kom och gick något som
upprepades i intervaller fram till för cirka 12 000 år sedan. Forskare har
teorier om att istider uppstår av skilda anledningar, ex planeters förändrade lutning och
rotation, plattektonik, vulkanutbrott med medföljande förändrade
koldioxidnivåer i atmosfären.
I en ny artikel publicerad i Nature Astronomy visar forskare under ledning från BU (Boston university) nya bevis för att
solsystemet för cirka två miljoner år sedan stötte på ett interstellärt moln
som var så kraftigt att det troligen störde solvinden. En händelse som visar att
solvindens position i rymden kan forma jordens historia mer än vad man tidigare
trott.
Hela vårt solsystem är insvept i en skyddande
plasmasköld (heliosfären)som utgår från solen. Den består av ett konstant flöde
av laddade partiklar (solvinden) och sträcker sig långt förbi Pluto och sveper
in planeterna i vad NASA kallar en "gigantisk bubbla". Det skyddar
oss från strålning som kan förändra DNA och anses vara en del av anledningen
till att livet utvecklats på jorden som det gjorde.
– Den här artikeln är den första som kvantitativt
visar att det fanns ett möte mellan solen och något utanför solsystemet som ska
ha påverkat jordens klimat, beskriver rymdfysikern Merav Opher, expert på
heliosfären och huvudförfattare till artikeln. Opher och hennes medarbetare såg
i huvudsak bakåt i tiden och använde sofistikerade datormodeller för att
visualisera var solen befann sig två miljoner år tillbaka i tiden – och med den
heliosfären och resten av solsystemet. De kartlade också vägen för Local Ribbon
of Cold Clouds-systemet, en rad stora, täta, mycket kalla moln som mestadels
består av väteatomer. Deras datasimuleringar visade att ett av molnen nära slutet
av denna tid med namnet Local Lynx of Cold Cloud kan ha kolliderat med heliosfären.
Om det har hänt, beskriver Opher att jorden då varit
helt exponerad för det interstellära mediet, där gas och stoft blandas med de
överblivna atomelementen från exploderade stjärnor, inklusive järn och
plutonium. Normalt filtrerar heliosfären bort det mesta av dessa radioaktiva
partiklar. Men utan skydd kan de lätt nå jorden.
Enligt artikeln stämmer detta överens med geologiska
bevis som visar ökade isotoper av 60Fe (järn 60) och 244Pu (plutonium 244) i
havet, snö och iskärnor i Antarktis – och även på månen – från denna
tidsperiod. Tidpunkten stämmer också överens med temperaturrekord som indikerar
en avkylningsperiod.
"Det är sällan som vårt kosmiska grannskap
bortom solsystemet påverkar livet på jorden", beskriver Avi Loeb, chef för
Harvard Universitys Institute for Theory and Computation och medförfattare till
artikeln. – Det är spännande att upptäcka att jordens passage genom täta moln för
några miljoner år sedan kan ha utsatt jorden för ett mycket stort flöde av
kosmisk strålning och väteatomer.
- Våra resultat öppnar ett nytt fönster till
förhållandet mellan livets utveckling på jorden och vårt kosmiska grannskap. Det
är omöjligt att veta exakt vilken effekt det molnet hade på jorden – som ex
om det kunde ha utlöst en istid. Men det finns ett par andra moln i det
interstellära mediet som solen sannolikt har stött på under de miljarder år som
gått sedan solen kom till, beskriver Ofer. Jorden kommer förmodligen även att hamna
i fler interstellära moln i framtiden.
Opher och hennes medarbetare arbetar nu vidare med att spåra var solen befann sig för sju miljoner år sedan och ännu längre tillbaka. Att fastställa solens position miljontals år tillbaka i tiden är möjligt med data som samlats in genom Europeiska rymdorganisationens Gaia-uppdrag, som byggt den största 3D-kartan över Vintergatan som gjorts och ger en aldrig tidigare skådad titt på stjärnornas utveckling över tid.
"Det här molnet tillhör vårt förflutna och då
vi for igenom något så massivt utsattes vi för det interstellära mediet", beskriver
Ofer. Effekten av att korsa dess väg för Jorden med så mycket väte och
radioaktivt material är oklar. Opher och hennes team vid BU:s NASA-finansierade
SHIELD (Solar wind with Hydrogen Ion Exchange and Large-scale Dynamics) DRIVE
Science Center undersöker nu genom skilda datasimuleringar vilken effekt denna strålning kan ha haft på
jordens atmosfär och klimat.
Bild https://www.bu.edu Under en kort tidsperiod för miljontals år
sedan kan jorden ha varit utan solens skyddande plasmasköld, (heliosfär) som
här avbildas som den mörkgrå bubblan över bakgrunden av den interstellära
rymden. Enligt ny forskning kan detta ha utsatt jorden för höga
strålningsnivåer av radioaktivitet och påverkat klimatet. Foto med tillstånd av
Opher, et al., Nature Astronomy
