El evento cósmico que reescribió la historia climática de la Tierra

Hace dos millones de años, el sistema solar encontró una densa nube interestelar que puede haber influido significativamente en el clima de la Tierra al comprimir la heliosfera y exponer el planeta a altos niveles de radiación cósmica y rayos galácticos. (Concepto del artista). Crédito: SciTechDaily.com

Una nueva investigación astrofísica arroja luz sobre un importante evento cósmico que ocurrió hace dos millones de años cuando el sistema solar atravesó una densa nube interestelar. Esto puede haber cambiado el clima de la Tierra al exponerla a una mayor radiación cósmica, respaldada por un aumento de isótopos encontrados en el registro geológico.

La Tierra era un lugar muy diferente hace unos dos millones de años, y nuestros primeros ancestros humanos vivían junto a tigres dientes de sable, mastodontes y enormes roedores. Dependiendo de dónde estuvieran, quizá hacía frío: el suelo se había desplomado En el congelador, con múltiples glaciaciones yendo y viniendo hasta hace unos 12.000 años. Los científicos teorizan que las edades de hielo ocurren por varias razones, incluida la inclinación y rotación del planeta, los cambios de placas tectónicas, las erupciones volcánicas y los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.

Pero ¿qué pasa si cambios tan drásticos son resultado no sólo del entorno de la Tierra, sino también de la posición del Sol en la galaxia?

El efecto del viaje del Sol hacia la galaxia.

En un nuevo artículo publicado hoy (10 de junio) en astronomía natural, El autor principal y astrofísico Merav Ofer, profesor de astronomía en la Universidad de Boston y miembro del Instituto Radcliffe de Harvard, encontró evidencia de que hace unos 2 millones de años, el sistema solar encontró una nube interestelar tan densa que podría haber interferido con la radiación solar del sol. viento. Over y sus colegas creen que esto indica que la posición del Sol en el espacio puede moldear la historia de la Tierra más de lo que se pensaba anteriormente.

El papel de la heliosfera en la protección de la Tierra.

Todo nuestro sistema solar está recubierto con una capa protectora plasma El escudo que emana del Sol, conocido como heliosfera. Están formados por una corriente continua de partículas cargadas, llamada viento solar, que se extiende mucho más allá Plutón¿Qué cubren los planetas? La NASA está llamando «Burbuja gigante». Nos protege de la radiación y los rayos galácticos que pueden cambiar. ADNLos científicos creen que esto es parte de la razón por la cual la vida en la Tierra evolucionó como lo hizo.

Según las últimas investigaciones, la nube fría comprimió la heliosfera de tal manera que brevemente dejó a la Tierra y a otros planetas del sistema solar fuera de la influencia de la heliosfera.

Efectos del encuentro galáctico en la Tierra

«Este artículo es el primero en demostrar cuantitativamente que hubo una colisión entre el Sol y algo fuera del sistema solar que afectaría el clima de la Tierra», dice Over, un experto en heliosfera.

Sus modelos han dado forma a nuestra comprensión científica de la heliosfera y de cómo la burbuja se forma por el viento solar que presiona el medio interestelar, el espacio entre las estrellas y más allá de la heliosfera en nuestra galaxia. Su teoría es que la heliosfera se parece a un croissant hinchado, una idea que ha conmocionado a la comunidad de la física espacial. Ahora arroja nueva luz sobre cómo la heliosfera, donde el Sol se mueve a través del espacio, afecta la química de la atmósfera terrestre.

«Las estrellas se están moviendo, y ahora este artículo muestra que no sólo se están moviendo, sino que también están experimentando cambios dramáticos», dice Over. Descubrí este estudio por primera vez y comencé a trabajar en él durante una beca de un año en el Instituto Radcliffe de Harvard.

Ideas de simulación sobre interacciones cósmicas

Para estudiar este fenómeno, Ofer y sus colaboradores miraron hacia atrás en el tiempo, utilizando sofisticados modelos informáticos para visualizar dónde estaba el Sol, junto con él, la heliosfera y el resto del sistema solar hace dos millones de años.

También mapearon la trayectoria del sistema de bandas local de nubes frías, una serie de nubes grandes, densas y muy frías compuestas principalmente por átomos de hidrógeno. Sus simulaciones mostraron que una de las nubes cerca del final de esta banda, llamada Lince Local de Nube Fría, podría colisionar con la heliosfera.

Evidencia geológica y cosmológica

Si eso hubiera sucedido, dice Over, la Tierra habría quedado completamente expuesta al medio interestelar, donde el gas y el polvo se mezclan con elementos atómicos que quedan de las estrellas en explosión, incluidos el hierro y el plutonio. Normalmente, la heliosfera filtra la mayoría de estas partículas radiactivas. Pero sin protección, pueden llegar fácilmente al suelo.

Según el artículo, esto es consistente con la evidencia geológica que muestra un aumento en los isótopos de 60Fe (hierro 60) y 244Pu (plutonio 244) en el océano, la Luna, la nieve antártica y los núcleos de hielo del mismo período. El momento también coincide con los registros de temperatura que indican un período de enfriamiento.

Influencias galácticas a largo plazo

«Nuestra vecindad cósmica fuera del sistema solar rara vez afecta la vida en la Tierra», dice Avi Loeb, director del Instituto de Teoría y Computación de la Universidad de Harvard y coautor del artículo. “Es apasionante descubrir que nuestro paso a través de densas nubes hace unos millones de años podría haber expuesto a la Tierra a un flujo mucho mayor de rayos cósmicos y átomos de hidrógeno. Nuestros resultados abren una nueva ventana a la relación entre la evolución de la vida en la Tierra y. nuestro vecindario cósmico.

La presión hacia afuera del lince local en la nube fría podría haber bloqueado continuamente la heliosfera durante entre un par de cientos y un millón de años, dependiendo del tamaño de la nube, dice Over. «Pero tan pronto como la Tierra se alejó de la nube fría, la heliosfera envolvió a todos los planetas, incluida la Tierra», dice. Este es el caso hoy.

Investigaciones futuras y sus implicaciones.

Es imposible saber el efecto exacto de las nubes frías en la Tierra, ya que podrían desencadenar una edad de hielo. Pero hay algunas otras nubes frías en el medio interestelar, que el Sol probablemente ha encontrado en los miles de millones de años transcurridos desde su nacimiento, dice Over. Probablemente flaqueará aún más en aproximadamente otro millón de años.

Ofer y sus colaboradores están trabajando ahora para rastrear dónde estaba el sol hace siete millones de años, e incluso más atrás. La posición del Sol hace millones de años, así como el sistema de nubes frías, han sido posibles gracias a los datos recogidos por la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, que está construyendo el mapa 3D más grande de la galaxia y ofreciendo una visión sin precedentes de la galaxia. La velocidad del movimiento de las estrellas.

Explora el camino pasado del sol

«Esta nube ya estaba en nuestro pasado, y si cruzáramos algo tan masivo, estaríamos expuestos al medio interestelar», dice Over. El efecto de cruzar caminos que contienen mucho hidrógeno y material radiactivo no está claro, por lo que Ofer y su equipo de la Universidad de Boston NASA-Fundado SHIELD (Viento solar con intercambio iónico de hidrógeno y dinámica a gran escala) DRIVE Science Center Ahora están explorando el impacto que esto podría tener en la radiación de la Tierra, así como en la atmósfera y el clima.

«Esto es sólo el comienzo», dice Ofer. Ella espera que este artículo abra la puerta a una mayor exploración de cómo el sistema solar se vio afectado por fuerzas externas en el pasado profundo y cómo estas fuerzas, a su vez, dieron forma a la vida en nuestro planeta.

Referencia: “Posibilidad de exposición directa de la Tierra al medio interestelar denso y frío hace 2-3 millones de años” 10 de junio de 2024, astronomía de la naturaleza.
doi: 10.1038/s41550-024-02279-8

Esta investigación fue apoyada por la NASA.