Co kilka tysięcy lat Słońce wypluwa bardzo silny strumień cząstek. A wtedy…

Na człowieka w kosmosie czają się różne niebezpieczeństwa, które najczęściej da się opisać jednym słowem - promieniowanie kosmiczne. Utrudnia ono między innymi bezproblemowe dla ludzkiego organizmu długotrwałe przebywanie w przestrzeni międzyplanetarnej. Źródła takiego promieniowania mogą znajdować się daleko w przestrzeni kosmicznej, ale jedno z nich jest bardzo blisko. To nasze Słońce. Dzięki niemu na Ziemi mogło powstać życie, ale też jest ono nieokiełznanym rezerwuarem energii, przed którym trzeba się odpowiednio zabezpieczyć. I nie zawsze wystarczy krem z silnym filtrem.

Natura przychodzi nam z pomocą

Ziemia ma pole magnetyczne, które tworzy osłonę przed wiatrem słonecznym i wyrzutami materii, skierowanymi w stronę naszej planety. Z kolei przed promieniowaniem ultrafioletowym, które jest dla człowieka niebezpieczne - uszkadza tkanki, wywołuje mutacje w DNA komórek - chroni nas warstwa ozonowa. Okazuje się, że nie szanujemy jej tak jak na to zasługuje, ale działalność człowieka wciąż nie stanowi dla niej tak poważnego zagrożenia jakim mogą być zjawiska zdarzające się na Słońcu prawdopodobnie raz na kilka tysięcy lat.

Ziemskie pole magnetyczne - wizualizacja. Wytwarzane przez wirujące roztopione żelazo ponad 3 tysiące km pod powierzchnią planety. (fot: ESA)

Owocują one wyrzutami materii, które są znacznie silniejsze, bardziej ukierunkowane i skoncentrowane niż te, które wywołują na Ziemi spektakularne zorze polarne widoczne nawet z terenu Polski, a nawet bardziej na południu. Gdy w czasie takiego wyplucia strumienia cząstek, bo to słowo lepiej opisuje zjawisko, niż wyrzut materii, ziemskie pole magnetyczne jest osłabione, nie jest ono w stanie ochronić warstwy ozonowej przed destrukcyjnym działaniem promieniowania.

Silne strumienie słonecznych protonów

Protony to jeden z podstawowych składników wiatru słonecznego. Omiata on Ziemię każdego dnia, jednak dzięki wspomnianemu polu magnetycznemu możemy czuć się bezpiecznie. To pole nie jest jednak niezmienne - czasem bywa silniejsze, a czasem słabsze. Osłabienie może mieć miejsce na przykład w trakcie przebiegunowania Ziemi, gdy miejscami zamieniają się bieguny północny i południowy ziemskiego pola magnetycznego.

Analizy geologiczne potwierdzają epizody znacznego osłabienia ziemskiego pola magnetycznego, a nawet jego praktycznego zaniku - niektóre z nich mogły trwać setki, a nawet tysiące lat. Te same dane wskazują, że Słońce z kolei potrafi co kilka tysięcy lat wypluć bardzo silny strumień protonów - nawet tysiące razy silniejszy niż największe z zarejestrowanych przez naukowców wyrzutów materii ze Słońca. Ostatnie wykryte tego typu zjawisko miało miejsce w 993 r.

Jeśli Ziemia będzie na drodze takiego silnego strumienia protonów, spenetruje on pole magnetyczne, dotrze do znajdującej się kilkadziesiąt km nad powierzchnią warstwy ozonowej i przyczyni do jej osłabienia. Warstwa po pewnym czasie się odbuduje, ale jej rola ochronna przez co najmniej kilkanaście miesięcy będzie znacząco zmniejszona.

To tak, jakby nad cała Ziemią nagle pojawiła się jedna gigantyczna dziura ozonowa. Symulacje komputerowe obecnej atmosfery wskazują, że w ekstremalnym przypadku wspomniane uszkodzenie warstwy ozonowej zwiększy poziom promieniowania UV o 25%, a liczbę uszkodzeń DNA związanych z promieniowaniem o 50%. Wydaje się, że to niewiele i ludzkość nie byłaby od razu zagrożona, a raczej wystawiona na zmianę. Jednak natura jest cierpliwa, poza tym wystarczy niewielki bodziec zaburzający równowagę różnych procesów zachodzących w naszych organizmach, by skutki były znaczące.

Co mogło wydarzyć się w przeszłości?

Silnie skoncentrowane strumienie protonów w przeszłości z dużym prawdopodobieństwem mogły wpłynąć na ewolucję różnych gatunków organizmów. Takie zjawisko dobrze tłumaczy ostateczne zniknięcie neandertalczyków z terenu Europy, czy też wyginięcie ogromnych torbaczy w Australii. Miało to miejsce około 42 tysięcy lat temu (tzw. wydarzenia Adamsa), co naukowcom udało się powiązać z okresem znacznego osłabienia pola magnetycznego Ziemi i zwiększenia podatności powierzchni planety na promieniowanie słoneczne.

Osłabienie pola magnetycznego i wystawienie Ziemi na silne promieniowanie słoneczne nie musi jednakże skutkować jedynie destrukcją życia. Może mieć także wpływ na jego ewolucję. Dlatego naukowcy łączą etap powstania organizmów wielokomórkowych około 565 milionów lat temu i wydarzenia kilkadziesiąt milionów lat późniejsze, gdy zwierzęta wykształciły oczy, z okresem znacznie podniesionej aktywności słonecznej, przed którą Ziemia nie była najlepiej chroniona.

Źródło: phys.org. inf. własna