Znanstvenici otkrili iznenađujuću vezu između Zemljinog magnetskog polja i razine kisika

Dvije sile koje oblikuju život možda su povezane dublje nego što smo mislili.

---

Znanstvenici iz NASA-e otkrili su neobičnu povezanost između Zemljinog magnetskog polja i količine kisika u atmosferi, i to u razdoblju dugom više od pola milijarde godina. Na prvi pogled, riječ je o dvjema potpuno različitim pojavama – jedna proizlazi iz vrtloga rastaljenog željeza duboko u unutrašnjosti planeta, dok druga omogućuje disanje i život na površini. No nova analiza pokazuje da su se obje sile mijenjale gotovo istodobno kroz geološku prošlost.

Od razdoblja kambrija, prije otprilike 540 milijuna godina, pa sve do danas, razine atmosferskog kisika i snaga Zemljinog magnetskog polja pratile su se u gotovo savršenom skladu. Vrhunac tog paralelnog rasta zabilježen je između 330 i 220 milijuna godina prije današnjice – u vremenu kada se oblikovao superkontinent Pangea.

Magnetno polje i kisik: pitanje uzroka ili zajedničkog pokretača?

Zasad nije jasno što stoji iza ove povezanosti. Je li magnetsko polje nekako utjecalo na količinu kisika, ili je možda bilo obrnuto? Ili su oba fenomena posljedica nekog trećeg, još nepoznatog geološkog procesa?

“Ovo je prvi put da smo uspostavili jasnu korelaciju između geomagnetskog polja i razine kisika,” rekao je za Live Science Weijia Kuang, voditelj istraživanja i znanstvenik u NASA-inom laboratoriju za geodeziju i geofiziku. U suradnji s kolegom Raviem Kopparapuom, planetarnim znanstvenikom iz iste institucije, Kuang pokušava razumjeti prirodu te neobične veze.

Jedna od hipoteza glasi da magnetsko polje štiti atmosferu od svemirskih zračenja i solarnih vjetrova, čime sprječava gubitak molekula kisika. Time ne samo da štiti biljke koje proizvode kisik, već i osigurava stabilne uvjete za fotosintezu i život općenito.

S druge strane, ako su razine kisika te koje utječu na magnetsko polje, tada bi ključnu ulogu mogla imati – tektonika ploča. Taj proces neprekidno reciklira Zemljinu koru u dublje slojeve plašta, neposredno iznad vanjske jezgre iz koje proizlazi magnetsko polje. Kisik se kroz milijune godina akumulira u tim dubljim slojevima, potencijalno mijenjajući dinamiku u unutrašnjosti planeta.

“Tektonske ploče ne oblikuju samo površinu planeta,” objašnjava Kuang. “One mijenjaju toplinske i dinamičke uvjete na samom rubu vanjske jezgre, ali i upravljaju ciklusima elemenata između unutrašnjosti i površine. Sve to, izravno ili neizravno, utječe na razinu kisika.”

Pangea i povijest kisika: moguće karike u lancu

U središtu otkrivene povezanosti nalazi se zanimljiv vremenski okvir – period postojanja superkontinenta Pangee. Ona se formirala prije oko 320 milijuna godina i počela raspadati prije otprilike 195 milijuna godina. Upravo u to doba obje vrijednosti – magnetsko polje i kisik – dosegle su vrhunac.

Istraživači vjeruju da su golemi tektonski pomaci pri nastanku i raspadu Pangee možda igrali presudnu ulogu. No, kako kažu, čvrsti zaključci još nisu mogući jer za starije superkontinente nedostaje dovoljno preciznih podataka.

“Vidimo naznake sličnog ponašanja kod drugih superkontinenata, ali nemamo dovoljno pouzdanih podataka o kisiku prije kambrija,” rekao je Kopparapu. “Zato zasad ne možemo reći je li ovaj obrazac stariji i univerzalniji.”

Zagonetka koja povezuje geofiziku, kemiju i život

U sklopu studije korištena su dva neovisna skupa podataka. Prvi je prikazivao povijest kisika na temelju tragova fosiliziranog ugljena u sedimentima – pouzdan pokazatelj razine kisika u određenim vremenskim razdobljima. Drugi se odnosio na snagu magnetskog polja, određenu analizom magnetizma u drevnim stijenama. Kad su podaci uspoređeni, veza je postala očita.

Iako zasad nema konačnih odgovora, znanstvenici već rade na sljedećem koraku: žele pronaći druge geokemijske i geofizičke čimbenike koji bi mogli objasniti mehanizme u pozadini.

“Jedan čovjek ne može obuhvatiti cjelokupni sustav Zemlje,” zaključuje Kopparapu. “Svi mi imamo jedan komadić slagalice, a zajedno pokušavamo otkriti što prikazuje cijela slika.”