Astronomia

Le inversioni magnetiche possono causare una massiccia fuga di ossigeno, ed estinzioni di massa?

L'evoluzione della vita è influenzata da variazioni del livello di ossigeno atmosferico e dall'intensità del campo geomagnetico. L'ossigeno può sfuggire nello spazio interplanetario, quando gli ioni guadagnano slancio dal vento solare, ma il forte campo del dipolo terrestre ne riduce l'efficienza di trasferimento e di moto e il tasso di deflusso dello ione, che é indebolito significativamente nella forza e diventa del tipo di Marte, nella morfologia.

Nella figura sotto, è rappresentato lo scenario della fuga degli Ioni con un campo in inversione, il campo attuale, e nessun campo geomagnetico della Terra. (A) Fuga dello ione del tipo di Marte, in una magnetosfera dominata da quadruplo per l'inversione del campo. La zona rossa illustra l'O + dominante nella ionosfera, e le quattro cinture di colore sulla Terra dove si denotano le zone aurorali. BS: bow shock (letteralmente onda d'urto di prua, è un fenomeno della magnetosfera planetaria o stellare. È il confine nel quale il vento solare cade bruscamente a contatto con la magnetopausa. Il bow shock della Terra è di circa 100-1000 km di spessore e si trova a circa 90.000 km dalla Terra). AW: il vento aurorale. MP: magnetopausa. MT: trasferimento di quantità di moto. (B) fuga dello ione per il tipo di terra per il campo attuale (Moore e Horwitz, 2007): la magnetosfera della Terra è presente nel ciclo di tempo di Dungey fino a 120 RE, con riferimento al reparto della coda, tutti in grado di restituire la maggior parte dei deflussi O +. DNL: linea neutra distante. (C) fuga completa dello ione del tipo di Marte, quando la geodinamo si fermò completamente. La magnetosfera è creata dall'interazione del vento solare con la ionosfera superiore, dove il campo della crosta terrestre complica l'interazione.

I più recenti database disponibili per l'era Fanerozoica, mostrano che il tasso di inversione aumentava, e il livello di ossigeno atmosferico diminuiva, quando la diversità marina mostrava un modello graduale delle estinzioni di massa che durarono milioni di anni.

La figura sotto rappresenta l'evoluzione temporale del tasso di inversione, del livello O2, e della diversità marina durante l'era del Fanerozoico. (A) tasso geomagnetico di inversione. La linea continua sono le inversioni totali all'interno di un lasso temporale di 10-Myr. La linea tratteggiata è il tasso relativo di inversione per rappresentare la tendenza del tasso di inversione da una più vecchia base di dati (si riferisce alle ricerche vecchie e nuove, su cui si basa questo grafico, e che trovate all'interno della ricerca). I blocchi blu mostrano i superchrons (Un superchron è un intervallo di polarità della durata di almeno 10 milioni di anni). KRS: Kiaman Reverse Superchron (267-313 mA). SNC: Cretaceous Normal Superchron (83-125 mA). SIG.RA: Mayero Reversed Superchron (463-481 mA). (B) Modellazione col passare del tempo, e la percentuale e la quantità di O2 atmosferico. I blocchi rossi mostrano il modello graduale delle 5 estinzioni di massa ben note, e la sesta estinzione di massa che non è stata confermata. I blocchi blu mostrano i superchrons.

I ricercatori, in questo studio, propongono che la fuga dell'ossigeno accumulato durante un intervallo di inversione, avrebbe portato alla caduta catastrofica del livello di ossigeno, che è noto per essere una causa delle estinzioni di massa.

Hanno simulato il tasso di fuga degli ioni di ossigeno per l'evento Triassico-Giurassico, facendo uso di un modello marziano modificato della fuga dello ione con un input di vento solare calmo, dedotto da stelle simili al Sole.

I risultati mostrano che l'inversione geomagnetica potrebbe aumentare il tasso di fuga di ossigeno nell'ordine di 3-4 volte più grande, solo se il campo magnetico fosse estremamente debole, anche senza tener conto di effetti meteorologici spaziali.

Ciò suggerisce che l'ipotesi elaborata dai ricercatori potrebbe essere una possibile spiegazione di una correlazione tra inversioni geomagnetiche e l'estinzione di massa. Pertanto, se questa relazione causale effettivamente esiste, dovrebbe essere uno scenario "di molti-a-uno", piuttosto che il precedentemente considerato "uno-a-uno", e il campo magnetico planetario dovrebbe essere molto più importante di quanto si pensasse, per l'abitabilità planetaria.

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