Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pozoruhodné polární záře z počátku letošního května ukázaly sílu, kterou mohou sluneční bouře zapůsobit až na Zemi. Občas Slunce provede ale ještě něco mnohem ničivějšího. Proudy protonů přímo z povrchu Slunce, které způsobují tzv. sluneční částicové události (solar particle events), mohly podle nové teorie ovlivňovat i evoluci pozemského života.
Záznamy ukazují, že přibližně jednou za tisíc let zasáhnou částice z takové extrémní události Zemi; mohou způsobit vážné poškození ozonové vrstvy a zvýšit intenzitu ultrafialového záření na povrchu. Bylo-li magnetické pole Země v tom okamžik navíc zrovna slabé, pak takové události mohly mít dramatický dopad i na život na celé planetě.
Za poslední století putoval severní magnetický pól napříč severní Kanadou rychlostí asi 40 kilometrů za rok a magnetické pole zesláblo o více než 6 %. Geologické záznamy ukazují, že existovala období v délce staletí nebo tisíciletí, kdy bylo geomagnetické pole velmi slabé nebo dokonce zcela chybělo.
Vnější atmosféra Slunce vyzařuje neustálý kolísavý proud elektronů a protonů známý jako sluneční vítr. Sluneční erupce jsou spjaty zejména s intenzivním vyzařováním protonů. Protony jsou mnohem těžší než elektrony a nesou více energie, takže se v zemské atmosféře dostanou do nižších výšek a rozruší molekuly plynů ve vzduchu. Tyto vybuzené molekuly pak vyzařují v rentgenovém spektru.
V každém slunečním cyklu (zhruba 11 let) dochází ke stovkám slabých slunečních erupcí, ale vědci našli v historii Země stopy po mnohem silnějších událostech. Některé z nejextrémnějších byly tisíckrát silnější než cokoli, co bylo zaznamenáno moderními přístroji. K těmto extrémním událostem dochází zhruba jednou za několik tisíciletí. Poslední z nich se odehrála kolem roku 993 n. l.
Kromě bezprostředního účinku mohou protony ze Slunce také spustit řetězec chemických reakcí v horních vrstvách atmosféry, které způsobí úbytek ozonu (a ten zase chrání povrch před ultrafialovým zářením; to např. poškozuje DNA). Podle nové studie by větší sluneční událost snížit množství ozonu na rok zhruba o polovinu. Pokud by však sluneční protonová událost přišla v období, kdy by magnetické pole Země bylo velmi slabé, pak by poškození ozonu trvalo šest let a zvýšilo by úroveň UV záření na povrchu o 25 %.
Jak pravděpodobná je kombinace slabého magnetického pole a extrémních slunečních událostí? Vzhledem k tomu, jak často se vyskytuje každá z nich, se podle studie zdá být pravděpodobné, že i k jejich souběhu může dojít relativně snadno.
Autoři dále spekulují, co by se takto dalo vysvětlit. Poslední období slabého magnetického pole včetně přepólování Země nastalo asi před 42 000 let; tehdy vymizely neandrtálci a obří megafauna vačnatců v Austrálii.
K rozvoji mnohobuněčných živočichů na konci ediakarského období (cca před 565 miliony let) došlo po 26 milionů let trvajícím období slabého nebo chybějícího magnetického pole. Podobně rychlá evoluce rozmanitých skupin živočichů v období kambrické exploze (asi před 539 miliony let) byla rovněž spojena s geomagnetismem a vysokou úrovní UV záření. Současná evoluce očí a tvrdých tělesných schránek u mnoha vzájemně nepříbuzných skupin živočichů mohla představovat prostředek, jak detekovat škodlivé přicházející UV záření a zároveň se mu vyhnout („útěk před světlem“; prostě vyhnout se viditelnému světlu asi znamená současně vyhnout se ultrafialovému záření).
Pavle Arsenović et al, Global impacts of an extreme solar particle event under different geomagnetic field strengths, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2321770121
Zdroj: Alan Cooper a Pavle Arsenovic, The Conversation / Phys.org
Poznámka PH: Ty tři údajné „evoluční souvislosti“ v závěru mi přijdou hodně nepřesvědčivé, respektive vysvětlit se to dá i řadou jiných způsobů.
