Экстремальные вспышки на Солнце и слабое магнитное поле Земли — смертельно опасная комбинация для человека
![Экстремальные вспышки на Солнце и слабое магнитное поле Земли — смертельно опасная комбинация для человека Экстремальные вспышки на Солнце и слабое магнитное поле Земли — смертельно опасная комбинация для человека](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/2f5/2f5c9d9a012a177c7f7b36b12529518b_ce_1439x960x0x81_cropped_510x340.webp)
Международная команда ученых, под руководством исследователей Венского университета проанализировала, что происходит на Земле во время редкого экстремального события, когда на Солнце возникает вспышка, облучающая Землю тяжелыми частицами и одновременно ослабевает магнитное поле Земли.
Магнитное поле Земли создает своего рода защитный кокон для нашей планеты и жизни на ней. Оно отражает заряженные частицы, которыми Солнце облучает Землю. В нормальном состоянии силовые линии магнитного поля поднимаются из одного полюса, огибают планету и входят в другой полюс. У полюсов заряженные частицы падают вдоль силовых линий и проникают глубоко в атмосферу. Здесь они сталкиваются с молекулами газа. Так возникают полярные сияния.
Но магнитное поле Земли непостоянно. В XX веке северный магнитный полюс двигался со скоростью около 40 километров в год от Канады к Северному географическому полюсу. Магнитное поле ослабло более чем на 6%. Геологические данные показывают, что в истории Земли случались огромные периоды, когда геомагнитное поле становилось очень слабым или вообще отсутствовало.
![Как магнитное поле Земли (синие линии) защищает Землю от солнечного ветра. Как магнитное поле Земли (синие линии) защищает Землю от солнечного ветра.](https://images.techinsider.ru/upload/img_cache/88c/88ccae6a547b211268c1f55eb17563f4_cropped_510x414.webp)
Мы можем увидеть, как выглядела бы Земля без такого магнитного щита, если посмотрим на Марс, который потерял свое глобальное магнитное поле еще в далеком прошлом. Одним из следствий стала потеря большей части атмосферы. В мае сразу после полярного сияния на Земле, на Марс обрушился мощный поток солнечных частиц. Это нарушило работу космического зонда Mars Odyssey и привело к тому, что интенсивность радиации на поверхности Марса примерно в 30 раз превысила уровень, который можно получить при рентгене грудной клетки.
Сила протонов
Внешняя атмосфера Солнца постоянно излучает поток электронов и протонов — это «солнечный ветер». Но и на поверхности Солнца периодически возникают всплески — и это в основном протоны. Они почти в две тысячи раз тяжелее электронов, и если их как следует разогнать, а именно это и происходит во время всплесков на поверхности Солнца, они проникают очень глубоко в атмосферу Земли и возбуждают молекулы газа. Возбужденные молекулы излучают жесткие рентгеновские лучи.
Такие события, но с относительно слабыми солнечными протонами, происходят каждый солнечный цикл (он составляет примерно 11 лет). Но ученые, исследуя историю Земли, постоянно находят следы гораздо более сильных всплесков. Энергия самых экстремальных протонных вспышек в тысячи раз превышает ту, что зарегистрировали современные приборы.
Экстремальные события, связанные ударом солнечных протонов, случаются раз в несколько тысяч лет. Самое последнее такое событие произошло 992 или 993 году нашей эры. По следам этого события были датированы постройки викингов в Канаде. Следы солнечной вспышки были обнаружены в древесине, изготовленной из деревьев, срубленных в 1021 году нашей эры.
Чем меньше озона, тем больше радиации
События солнечных частиц могут запустить цепочку химических реакций в верхних слоях атмосферы, которые приведут к истощению озонового слоя. Озон поглощает ультрафиолет, который может повредить ДНК животных и человека.
В новом исследовании ученые использовали большие компьютерные модели глобальной химии атмосферы, чтобы оценить последствия экстремального события солнечных частиц.
Ученые показали, что такое событие может привести к истощению уровня озона примерно на год и повышению уровня ультрафиолета на поверхности Земли. Это относительно небольшой вред. Но если событие солнечных протонов произойдет в период, когда магнитное поле Земли ослабевает, повреждение озонового слоя не восстановится 6 лет, уровень ультрафиолета вырастет на 25% и частота повреждений ДНК вырастет на 50%. Хотя повреждение ДНК создает в основном вредные или даже смертельные мутации, но учащаются и положительные, которые могут дать толчок новому направлению эволюционного развития.
Ультрафиолет — двигатель эволюции
Ученые оценили, как часто совпадают во времени слабое магнитное поле и события солнечных протонов и какие процессы и события на Земле связаны с такими состояниями.
Последний период слабого магнитного поля начался 42 000 лет назад и продлился около 1000 лет. Примерно в это время произошло несколько крупных эволюционных событий: исчезли последние неандертальцы в Европе и произошло вымирание сумчатой мегафауны, включая гигантских вомбатов и кенгуру в Австралии.
Но с изменениями магнитного поля и событиями солнечных частиц могут быть связаны и более масштабные эволюционные процессы.
Зарождение многоклеточных животных в конце эдиакарского периода (565 миллионов лет назад), зафиксированное в окаменелостях, найденных в городах Флиндерс в Южной Австралии, произошло после 26-миллионного периода слабого или отсутствующего магнитного поля.
Быстрая эволюция различных групп животных во время Кембрийского взрыва (около 539 миллионов лет назад) также связана с геомагнетизмом и высоким уровнем ультрафиолета. Одновременная эволюция глаз и твердых телесных оболочек у множества не связанных между собой групп животных могла быть вызвана необходимостью приспосабливаться к интенсивному ультрафиолету.