Временное нарушение магнитного поля Земли 42 000 лет назад вызвало серьезные климатические сдвиги, которые привели к глобальным изменениям окружающей среды и массовым вымираниям, показывает новое международное исследование, проведенное под совместным руководством Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее и Музея Южной Австралии.
Этот драматический поворотный момент в истории Земли, пронизанный электрическими бурями, широко распространенными полярными сияниями и космическим излучением, был вызван изменением магнитных полюсов Земли и изменением солнечного ветра.
Исследователи назвали этот опасный период «Переходным геомагнитным событием Адамса» или, для краткости, «Событием Адамса» - дань уважения писателю-фантасту Дугласу Адамсу, который написал в «Автостопом по Галактике», что «42» было ответ на жизнь, вселенную и все такое.
Выводы опубликованы сегодня в журнале Science.
«Впервые мы смогли точно определить время и воздействие на окружающую среду последнего переключателя магнитных полюсов», - говорит Крис Терни, профессор UNSW Science и соавтор исследования.
Находки стали возможными благодаря древним новозеландским деревьям каури, которые сохранялись в отложениях более 40 000 лет.
"Используя древние деревья, мы смогли измерить и датировать всплеск уровня радиоуглерода в атмосфере, вызванный коллапсом магнитного поля Земли."
Хотя ученые уже знали, что магнитные полюса временно поменялись местами около 41-42 000 лет назад (известное как «Экскурсия Лашампа»), они не знали точно, как это повлияло на жизнь на Земле - и повлияло ли вообще.
Но исследователи смогли создать подробную временную шкалу того, как атмосфера Земли менялась за это время, анализируя кольца на древних деревьях каури.
«Деревья каури подобны Розеттскому камню, помогая нам связать воедино записи об изменениях окружающей среды в пещерах, ледяных кернах и торфяных болотах по всему миру», - говорит соруководитель профессор Алан Купер, почетный научный сотрудник Южно-Австралийского Музей.
Исследователи сравнили недавно созданную временную шкалу с записями из мест по всему Тихому океану и использовали ее в моделировании глобального климата, обнаружив, что рост ледяных щитов и ледников над Северной Америкой и большие сдвиги в основных ветровых поясах и тропические штормы системы можно проследить до события Адамса.
Одной из их первых подсказок было то, что мегафауна на материковой части Австралии и Тасмании пережила одновременное вымирание 42 000 лет назад.
«Это никогда не казалось правильным, потому что это произошло намного позже прибытия аборигенов, но примерно в то же время, когда австралийская окружающая среда превратилась в нынешнее засушливое состояние», - говорит профессор Купер.
В документе предполагается, что событие Адамса может объяснить множество других эволюционных загадок, таких как вымирание неандертальцев и внезапное повсеместное появление фигуративного искусства в пещерах по всему миру.
"Это самое удивительное и важное открытие, в котором я когда-либо принимал участие", - говорит профессор Купер.
Идеальный (космический) шторм
Северный магнитный полюс, то есть направление, на которое указывает стрелка компаса, не имеет фиксированного положения. Обычно он колеблется близко к Северному полюсу (самая северная точка оси Земли) с течением времени из-за динамических движений внутри ядра Земли, точно так же, как магнитный южный полюс..
Иногда по неясным причинам движения магнитных полюсов могут быть более резкими. Около 41 000-42 000 лет назад они полностью поменялись местами.
«Экскурсия Лашампа была последним разом, когда магнитные полюса перевернулись», - говорит профессор Терни. «Они менялись местами около 800 лет, прежде чем передумали и снова поменялись местами».
До сих пор научные исследования были сосредоточены на изменениях, которые произошли, когда магнитные полюса поменялись местами, когда магнитное поле было ослаблено примерно до 28 процентов от его современной силы.
Но, согласно выводам команды, наиболее драматической частью была подготовка к обращению, когда полюса мигрировали по Земле.
"Магнитное поле Земли упало всего до 0-6 процентов во время события Адамса", - говорит профессор Терни.
"У нас вообще не было магнитного поля - наш экран от космического излучения полностью исчез."
Во время нарушения магнитного поля Солнце испытало несколько «Великих солнечных минимумов» (GSM), длительных периодов спокойной солнечной активности.
Несмотря на то, что GSM означает меньшую активность на поверхности Солнца, ослабление его магнитного поля может означать, что космическая погода, такая как солнечные вспышки и галактические космические лучи, может столкнуться с Землей.
«Нефильтрованное излучение из космоса разрывало частицы воздуха в атмосфере Земли, отделяя электроны и испуская свет - процесс, называемый ионизацией», - говорит профессор Терни.
"Ионизированный воздух "поджарил" озоновый слой, вызвав волну изменения климата по всему миру."
В пещеры
Ослепительные световые шоу часто бывали в небе во время события Адамса.
Северное сияние и южное сияние, также известные как северное и южное сияние, вызваны солнечными ветрами, попадающими в атмосферу Земли.
Обычно приуроченные к полярным северным и южным частям земного шара, красочные зрелища были широко распространены во время нарушения магнитного поля Земли.
"Ранние люди по всему миру видели удивительные полярные сияния, мерцающие вуали и покровы на небе", - говорит профессор Купер.
Ионизированный воздух, который является отличным проводником электричества, также увеличил бы частоту электрических бурь.
"Должно быть, это казалось концом света", - говорит профессор Купер.
Исследователи предполагают, что резкие изменения окружающей среды, возможно, заставили древних людей искать больше убежища. Это может объяснить внезапное появление пещерного искусства по всему миру примерно 42 000 лет назад.
«Мы думаем, что резкое увеличение уровня УФ-излучения, особенно во время солнечных вспышек, внезапно сделало бы пещеры очень ценным убежищем», - говорит профессор Купер. «Распространенный мотив пещерного искусства в виде отпечатков ладоней красной охры может указывать на то, что они использовались в качестве солнцезащитного крема, техника, которая до сих пор используется некоторыми группами.
"Удивительные изображения, созданные в пещерах в это время, сохранились, в то время как другие произведения искусства на открытых площадках с тех пор исчезли, и создается впечатление, что искусство внезапно началось 42 000 лет назад."
Раскрытие древних ключей
Эти находки были сделаны через два года после того, как особенно важное древнее дерево каури было обнаружено в Ng?wh?, Нортленд.
Грандиозное дерево со стволом длиной более двух с половиной метров жило во времена Лашампа.
«Как и другие захороненные бревна каури, древесина дерева нг?вх? настолько хорошо сохранилась, что кора все еще прикреплена», - говорит доктор Джонатан Палмер из UNSW, специалист по датированию годичных колец (дендрохронология). Доктор Палмер изучил поперечные срезы деревьев в лаборатории UNSW Science's Chronos 14Carbon-Cycle Facility.
Используя радиоуглеродный метод датирования древних реликвий или событий, команда отследила изменения уровня радиоуглерода во время смены магнитных полюсов. Эти данные были нанесены на карту вместе с годовыми кольцами роста деревьев, которые служат точной естественной отметкой времени.
Новая шкала времени помогла раскрыть картину этого драматического периода в истории Земли. Команда смогла реконструировать цепочку событий, связанных с окружающей средой и вымиранием, используя моделирование климата.
«Чем больше мы смотрели на данные, тем больше все указывало на 42», - говорит профессор Терни. Это было сверхъестественно.
"В конце концов, Дуглас Адамс явно что-то задумал."
Ускоритель, как никто другой
В то время как магнитные полюса часто блуждают, некоторые ученые обеспокоены нынешним быстрым перемещением северного магнитного полюса через Северное полушарие.
"Эта скорость - наряду с ослаблением магнитного поля Земли примерно на девять процентов за последние 170 лет - может указывать на предстоящий разворот", - говорит профессор Купер.
"Если бы подобное событие произошло сегодня, последствия для современного общества были бы огромными. Приходящая космическая радиация разрушила бы наши электрические сети и спутниковые сети."
проф. Терни говорит, что климатический кризис, вызванный деятельностью человека, достаточно катастрофичен, не вызывая серьезных изменений солнечной активности или инверсии полюсов.
«Наша атмосфера уже наполнена углеродом на таком уровне, которого человечество раньше не видело», - говорит он. «Переворот магнитного полюса или резкое изменение активности Солнца могут стать беспрецедентными ускорителями изменения климата.
"Нам срочно нужно снизить выбросы углекислого газа, прежде чем такое случайное событие повторится."
Видео: