Вспыхнувшие миллионы лет назад сверхновые изменили жизнь на Земле

Вспышки сверхновых, произошедшие 2,5 и 8 миллионов лет назад сравнительно недалеко от Земли, повлияли на эволюцию жизни. Истощение озонового слоя привело к всплеску мутаций и, соответственно, образованию новых видов. К такому выводу в своей научной статье пришёл Брайан Томас (Brian Thomas) из Университета Уошберн в США.

Учёные давно знают, что в указанное время в пределах 100–300 световых лет от Земли вспыхнули две сверхновые. На это указывает концентрация железа-60 в соответствующих геологических слоях. Этот изотоп служит надёжным признаком "космического фейерверка".

Интересно, что именно 2,5 миллиона лет назад с биосферой Земли произошла крупная метаморфоза (хотя и не столь масштабная, чтобы говорить о массовом вымирании). Плиоценовая эпоха сменилась плейстоценовой со своей характерной флорой и фауной. А вот восемь миллионов лет назад никаких особенных изменений в живом мире не случилось.

Так повлияли ли эти вспышки на эволюцию жизни? Чтобы разобраться в этом, Томас проанализировал воздействие космических лучей, порождённых вспышкой, на атмосферу Земли. В частности, его интересовало, что в тот момент происходило с озоновым слоем.

Учёный использовал глобальные климатические модели, а также результаты предшественников по химии атмосферы и распространению излучений сквозь воздушную оболочку.

Выяснилось, что озоновый щит Земли по-разному реагировал на разных этапах "атаки". Поясним, что скорость частиц, выброшенных сверхновой, довольно сильно разнилась. Самые быстрые из них, летящие с околосветовой скоростью, достигли планеты за несколько сотен лет. В то же время "дождь" из железа-60 пролился с опозданием на сотни тысячелетий.

"Зафиксировав" сверхновую на расстоянии чуть меньше ста световых лет от Земли, Томас смоделировал состояние озонового слоя через 100, 300 и 1000 лет после вспышки. Получилось, что самое значительное истощение (на 26%) озоновый щит испытал спустя триста лет после взрыва.

Это связано с тем, что наиболее энергичные частицы, достигшие планеты уже через столетие после катаклизма, мгновенно миновали озоновый слой и отдали свою энергию значительно ближе к поверхности Земли. Неспешные странники, путешествовавшие целое тысячелетие, имели слишком мало энергии, чтобы серьёзно повлиять на атмосферу.

А вот "десант", добравшийся до "точки высадки" спусти три века, оказался самым зловредным. Эти частицы взаимодействовали со стратосферой и дырявили озоновый щит. В результате интенсивность достигшего Земли ультрафиолетового излучения увеличилась в 1,1–2,8 раза в зависимости от широты.

Выяснив этот удручающий факт, Томас задался вопросом, чем такое положение дел могло грозить биосфере. Учёный рассмотрел целый ряд проблем, связанных с избыточным ультрафиолетовым излучением. В скорбном списке оказались эритема, катаракта, рак кожи, увеличение частоты мутаций, а также подавление фотосинтеза у фитопланктона и наземных растений.

После тщательного анализа, основанного на многочисленных научных работах предшественников, учёный пришёл к следующим выводам. Разные виды реагировали на изменившиеся условия по-разному. Некоторые растения, такие как соя и пшеница, даже увеличили урожайность. Как уточняет журнал Astrobiology, этот факт подтверждается палеонтологическими данными. Серьёзного подавления фотосинтеза или эпидемии онкологических заболеваний не произошло. Однако частота мутаций заметно увеличилась, что привело к исчезновению одних видов и появлению других.

Этот вывод хорошо согласуется с изменениями в биосфере 2,5 миллиона лет назад. Однако остаётся вопрос, почему же восемь миллионов лет назад не произошло ничего подобного.

Возможно, дело в том, что космического взрыва на таком расстоянии недостаточно для того, чтобы запустить на Земле смену геологических эпох. Однако он может послужить последней соломинкой, толчком, который выводит из равновесия систему, которая по своим внутренним причинам уже готова "пойти вразнос".

В будущем Томас рассчитывает также изучить возможное влияние новых взрывов сверхновых на эволюцию человека.

Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) неоднократно писали об этих космических катаклизмах. Мы рассказывали о прямом наблюдении вспышки в ближайших (по космическим меркам) окрестностях Земли и о том, что в 2022 году это событие можно будет увидеть невооружённым глазом. Также мы рассказывали о вспышке, ставшей астрономической сенсацией в XVI веке и о загадочном взрыве, эхо которого докатилось до Земли в Средние века.