Το αδύνατο μαγνητικό πεδίο της Εδιακάρα
Το Charnia masoni , ένας οργανισμός που μοιάζει με φύλλα και έχει μήκος έως και ένα μέτρο, έζησε στα βαθιά νερά κατά την Εδιακαριανή περίοδο. Από: Smith609/Wikimedia Commons.
Το μακρύ και το αδύναμο μέρος του - Το μαγνητικό πεδίο της Εδιακάρας.
Ένα διάστημα περίπου 70 εκατομμυρίων ετών ασυνήθιστα ασθενούς μαγνητικού πεδίου κατά τη διάρκεια της Εδιακαριανής περιόδου θα μπορούσε να έχει προκαλέσει ατμοσφαιρικές αλλαγές που υποστήριξαν την άνοδο της μακροσκοπικής ζωής.
Ένας ανοιχτόχρωμος γκρι βράχος δείχνει μια εντύπωση πολλαπλών καμπυλωτών γραμμών.
Μια κυκλική εικόνα μιας γέφυρας έχει καλυφθεί με μια μωβ απόχρωση. Πάνω από την εικόνα εμφανίζεται το θέμα της ετήσιας συνάντησης AGU 2025 (Όπου μας συνδέει η επιστήμη), μια γαλαζοπράσινη γραμμή που περιπλανιέται και αντιπροσωπεύει ένα ποτάμι και το AGU25.
Οι ταξιδιώτες του χρόνου προς την Εδιακαριανή Περιοχή μπορούν να ξεχάσουν να έχουν μαζί τους πυξίδα. Το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας ήταν αξιοσημείωτα ασθενές τότε, και νέα έρευνα δείχνει ότι αυτή η κατάσταση συνεχίστηκε για περίπου 3 φορές περισσότερο από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Αυτό το αμελητέο μαγνητικό πεδίο πιθανότατα οδήγησε σε αυξημένα επίπεδα ατμοσφαιρικού οξυγόνου, τα οποία με τη σειρά τους θα μπορούσαν να έχουν διευκολύνει την παρατηρούμενη ανάπτυξη μικροσκοπικών οργανισμών, κατέληξαν τώρα οι ερευνητές. Αυτά τα αποτελέσματα, τα οποία θα παρουσιαστούν στην Ετήσια Συνάντηση της AGU την Τετάρτη 17 Δεκεμβρίου, ανοίγουν το δρόμο για την καλύτερη κατανόηση μιας πληθώρας μορφών ζωής.
Η Εδιακαριανή περίοδος, η οποία εκτείνεται από περίπου 640 εκατομμύρια έως 540 εκατομμύρια χρόνια πριν, αναγνωρίζεται ως η εποχή κατά την οποία η μικροσκοπική ζωή άρχισε να εξελίσσεται σε μακροσκοπικές μορφές. Αυτή η μετάβαση με τη σειρά της άνοιξε το δρόμο για τη διαφοροποίηση της ζωής, γνωστή ως η Κάμβρια έκρηξη. Η Εδιακαριανή περίοδος έχει επιπλέον την τιμή να είναι μία από τις πιο πρόσφατες που εντάχθηκαν στον Διεθνή Χρονοστρωματογραφικό Χάρτη , την επίσημη γεωλογική χρονοκλίμακα. (Πέρυσι, η Ανθρωπόκαινος απορρίφθηκε ως προσθήκη στον Διεθνή Χρονοστρωματογραφικό Χάρτη).
Ένα πεδίο που καταρρέει, με επιπτώσεις για τη ζωή
Η Εδιακαριανή περίοδος ήταν μια εποχή μαγνητικής αναταραχής. Μια προηγούμενη μελέτη έδειξε ότι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας μειώθηκε απότομα από τις σημερινές τιμές του, μειώνοντας έως και κατά 30 φορές .
«Έχουμε αυτό το πρωτοφανές χρονικό διάστημα στην ιστορία της Γης όπου το μαγνητικό πεδίο της Γης καταρρέει».
«Έχουμε αυτό το πρωτοφανές χρονικό διάστημα στην ιστορία της Γης όπου το μαγνητικό πεδίο της Γης καταρρέει», δήλωσε ο John Tarduno , γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ που συμμετείχε στην προηγούμενη μελέτη καθώς και σε αυτή τη νέα εργασία.
Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη μας έχει επιπτώσεις στη ζωή στη Γη. Αυτό συμβαίνει επειδή το μαγνητικό πεδίο της Γης λειτουργεί σαν ασπίδα, προστατεύοντας την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας από το να δέχεται χτυπήματα από ένα σταθερό ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που προέρχονται από τον Ήλιο (τον ηλιακό άνεμο). Ένα ασθενέστερο μαγνητικό πεδίο σημαίνει ότι πιο ενεργητικά σωματίδια από τον ηλιακό άνεμο μπορούν τελικά να αλληλεπιδράσουν με την ατμόσφαιρα. Αυτή η εισροή φορτισμένων σωματιδίων μπορεί να μεταβάλει τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας και να επιτρέψει σε περισσότερη υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο, η οποία καταστρέφει το DNA, να φτάσει στην επιφάνεια της Γης.
Συνεπώς, υπάρχει μια ισχυρή σύνδεση μεταξύ του μαγνητικού πεδίου της Γης και της ικανότητας του πλανήτη μας να υποστηρίζει ζωή, δήλωσε ο Tarduno. «Ένα από τα μεγάλα ερωτήματα που μας ενδιαφέρουν είναι η σχέση μεταξύ του μαγνητικού πεδίου της Γης και της κατοικησιμότητας του».
Γερνάμε (Βράχοι)
Ο Tarduno και οι συνάδελφοί του είχαν δείξει προηγουμένως ότι ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο πιθανότατα παρέμεινε κατά τη διάρκεια της Εδιακαριανής περιόδου από 591 έως 565 εκατομμύρια χρόνια πριν , ένα διάστημα 26 εκατομμυρίων ετών.
Αλλά ίσως αυτή η περίοδος διήρκεσε ακόμη περισσότερο, υπέθεσε η ομάδα. Για να ελέγξουν αυτή την ιδέα, οι ερευνητές ανέλυσαν ένα σύνολο πετρωμάτων ανορθοσίτη ηλικίας 641 εκατομμυρίων ετών από τη Βραζιλία. Αυτά τα πετρώματα χρονολογούνται στην ύστερη Κρυογενή περίοδο, την περίοδο αμέσως πριν από την Εδιακαρική.
Πίσω στο εργαστήριο, οι ερευνητές εξήγαγαν κομμάτια άστριου από τα πετρώματα. Μέσα σε αυτόν τον άστριο, η ομάδα εστίασε σε μικροσκοπικά εγκλείσματα μαγνητίτη, ενός ορυκτού που καταγράφει την ισχύ και την κατεύθυνση των μαγνητικών πεδίων.
Το μέλος της ομάδας, Τζακ Σνάιντερ , γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ, χρησιμοποίησε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης για να παρατηρήσει μεμονωμένα κομμάτια μαγνητίτη σε σχήμα βελόνας, μήκους μόλις εκατομμυριοστών του μέτρου και πλάτους δισεκατομμυριοστών του μέτρου. «Μπορούμε να δούμε τους πραγματικούς μαγνητικούς καταγραφείς», δήλωσε ο Σνάιντερ.
Εργαζόμενος σε ένα δωμάτιο προστατευμένο από το μαγνητικό πεδίο της Γης, ο Schneider μέτρησε τη μαγνήτιση των κρυστάλλων άστρου που περιείχαν αυτές τις βελόνες μαγνητίτη. Για να διασφαλίσει ότι οι βελόνες μαγνητίτη αντανακλούσαν πραγματικά το μαγνητικό πεδίο της Γης πριν από 641 εκατομμύρια χρόνια και όχι ένα πιο πρόσφατο μαγνητικό πεδίο, η ομάδα επικεντρώθηκε στον μαγνητίτη ενός τομέα. Ένας μόνο τομέας αναφέρεται σε μια περιοχή ομοιόμορφου μαγνήτισης, η οποία είναι πολύ πιο δύσκολο να επιτυπωθεί με ένα νέο μαγνητικό πεδίο από μια περιοχή μαγνητισμένη σε πολλαπλές κατευθύνσεις. «Βεβαιωνόμαστε ότι είναι καλά δείγματα για να τα χρησιμοποιήσουμε», δήλωσε ο Schneider.
Μην κατηγορείτε τις ανατροπές
Η μέση ένταση πεδίου που κατέγραψε η ομάδα ήταν σύμφωνη με το μηδέν, με ανώτατο όριο μόλις μερικές εκατοντάδες νανοτέσλα. «Αυτοί είναι οι αριθμοί που μετράτε σήμερα σε σώματα του ηλιακού συστήματος όπου δεν υπάρχει μαγνητικό πεδίο», δήλωσε ο Tarduno. Για λόγους σύγκρισης, το μαγνητικό πεδίο της Γης σήμερα είναι αρκετές δεκάδες χιλιάδες νανοτέσλα.
Δεδομένων των ασθενών εντάσεων του μαγνητικού πεδίου που χρονολογούνται πριν από 565 εκατομμύρια χρόνια και πριν από 591 εκατομμύρια χρόνια και αυτών των νέων μετρήσεων πετρωμάτων από 641 εκατομμύρια χρόνια πριν, μπορεί να υπήρξε ένα διάστημα περίπου 70 εκατομμυρίων ετών κατά το οποίο το μαγνητικό πεδίο της Γης ήταν ασυνήθιστα ασθενές και πιθανώς ανύπαρκτο, κατέληξε η ομάδα.
Και η μαγνητική αντιστροφή - η περιοδική εναλλαγή των βόρειων και νότιων μαγνητικών πόλων της Γης - δεν είναι η πιθανή αιτία, υποστηρίζουν οι ερευνητές. Είναι αλήθεια ότι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη πέφτει σε πολύ χαμηλά επίπεδα κατά τη διάρκεια ορισμένων τμημάτων μιας μαγνητικής αντιστροφής, αλλά αυτή η κατάσταση επιμένει για το πολύ μερικές χιλιάδες χρόνια, δήλωσε ο Tarduno. Αυτό είναι πολύ σύντομο χρονικό διάστημα για να εμφανιστεί σε αυτό το σύνολο δεδομένων - τα πετρώματα που μέτρησε η ομάδα ψύχθηκαν όλα σε διάστημα δεκάδων χιλιάδων ετών, επομένως τα μαγνητικά πεδία που κατέγραψαν είναι ένας μέσος όρος σε αυτό το χρονικό διάστημα.
Πάρε μια βαθιά ανάσα
Αν αληθεύει ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης ήταν ασυνήθιστα ασθενές για περίπου 70 εκατομμύρια χρόνια, οι καταρρακτώδεις επιδράσεις μπορεί να βοήθησαν στην επιτάχυνση της μετάβασης από τη μικροσκοπική στη μακροσκοπική ζωή, υποστηρίζει η ομάδα. Αυτή η μετατόπιση, γνωστή ως έκρηξη του Άβαλον, προηγήθηκε της πιο γνωστής έκρηξης της Κάμβριας περιόδου .
Συγκεκριμένα, ένα ασθενές μαγνητικό πεδίο θα επέτρεπε στον ηλιακό άνεμο να επηρεάσει περισσότερο την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, μια διαδικασία που θα είχε κατά προτίμηση εκδιώξει τους ελαφρύτερους κατοίκους της ατμόσφαιρας, όπως το υδρογόνο. Μια τέτοια εξάντληση του υδρογόνου θα είχε, με τη σειρά της, αυξήσει τη σχετική συγκέντρωση ενός σημαντικού ατμοσφαιρικού είδους: του οξυγόνου.
«Αν αφαιρείτε υδρογόνο, στην πραγματικότητα αυξάνετε την οξυγόνωση του πλανήτη, ιδιαίτερα στην ατμόσφαιρα και τους ωκεανούς», εξήγησε ο Tarduno. Και επειδή το οξυγόνο παίζει τόσο βασικό ρόλο για τόσα πολλά είδη σε όλο το ζωικό βασίλειο, δεν είναι υπερβολικό να φανταστεί κανείς ότι η σημαντική αλλαγή στη ζωή που συνέβη λίγο αργότερα - μικροσκοπικά πλάσματα που εξελίχθηκαν σε πλάσματα που είχαν μέγεθος εκατοστών ή ακόμα και μέτρων - οφείλει κάτι στον αόρατο παράγοντα που είναι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας, κατέληξε η ομάδα. «Περάσαμε ένα όριο που επέτρεψε στα πράγματα να γίνουν μεγάλα», είπε ο Tarduno.
Είναι δύσκολο να ελεγχθεί αυτή η υπόθεση μετρώντας τα επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα στην αρχαιότητα, παραδέχεται η ομάδα. (Οι πυρήνες πάγου που καταγράφουν ατμοσφαιρικά αέρια εκτείνονται στο παρελθόν περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια, λίγο πολύ.)
Αλλά αυτή η ιδέα ότι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μπορεί να έχει προκαλέσει ατμοσφαιρικές αλλαγές που με τη σειρά τους έπαιξαν ρόλο στο να μεγαλώσουν τα ζώα έχει νόημα, δήλωσε ο Shuhai Xiao , γεωβιολόγος στο Virginia Tech που δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Εάν η συγκέντρωση οξυγόνου είναι χαμηλή, απλά δεν μπορείς να μεγαλώσεις πολύ».
Στο μέλλον, θα είναι σημαντικό να συμπληρώσουμε τις γνώσεις μας για το μαγνητικό πεδίο κατά τη διάρκεια του Εδιακαράν με περισσότερες μετρήσεις, πρόσθεσε ο Σιάο. «Ένα σημείο δεδομένων θα μπορούσε να αλλάξει πολύ την ιστορία».
Η Κάθι Κόνσταμπλ , γεωφυσικός στο Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα, συμφώνησε με την ίδια σκέψη. «Τα δεδομένα είναι ελάχιστα», είπε. Αλλά αυτή η έρευνα είναι σαφώς ένα βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση, είπε. «Νομίζω ότι πρόκειται για συναρπαστική εργασία».
Γεωδίφης με πληροφορίες από την Katherine Kornei, επιστημονική συγγραφέα
περισσότερα,
Kornei, K. (2025), The long and the weak of it—The Ediacaran magnetic field, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250454. Published on 9 December 2025.
https://eos.org/articles/the-long-and-the-weak-of-it-the-ediacaran-magnetic-field