Взрыв сверхновой мог вызвать девонское вымирание на Земле
25 августа 2020 г.
Согласно новой статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, множественные взрывы сверхновых на расстоянии около 65 световых лет от нас, возможно, способствовали истощению озонового слоя и привели к нескольким последующим массовым вымираниям на Земле на границе девона и карбона примерно 359 миллионов лет назад.
Образцы горных пород, датируемых границей девона и карбона, содержали деформированные споры древних растений. При ближайшем рассмотрении под ультрафиолетовым светом ученые отметили, что они выглядят «обгоревшими» и представляют собой свидетельство длительного разрушения озонового слоя.
«Земные катастрофы, такие как крупномасштабный вулканизм и глобальное потепление, также могут разрушить озоновый слой, но доказательства этого неубедительны для рассматриваемого временного интервала», – говорит профессор Брайан Филдс, исследователь из Департамент экологии и эволюционной биологии Института биоразнообразия Канзасского университета.
«Вместо этого мы предполагаем, что один или несколько взрывов сверхновой на расстоянии около 65 световых лет от Земли могли быть причиной длительной потери озона».
Профессор Филдс и его коллеги исследовали несколько астрофизических причин истощения озонового слоя, таких как удары метеоритов, солнечные вспышки и гамма-всплески.
«Но эти события быстро заканчиваются и вряд ли могли бы вызвать продолжительное истощение озонового слоя, которое произошло в конце девонского периода», – говорит Джесси Миллер, аспирант Иллинойского центра перспективных исследований Вселенной и Департамента астрономии в Университете Иллинойса.
Ученые выделяют два основных типа сверхновых: 1) массивные звезды, которые взрываются с коллапсом ядра, и 2) белые карлики, которые образуются в результате аккреции бинарных спутников и взрываются в результате термоядерных реакций в веществе белого карлика. Эти типы сверхновых имеют одинаковую энергию взрыва, и оба производят ионизирующее излучение, способное повредить биосферу. Такие взрывы подвергают планету долгоживущему излучению космических лучей и ущерб, нанесенный Земле и ее озоновому слою, может длиться до 100 000 лет, пишут в своём исследовании ученые.
Окаменелости, найденные в породах того времени, указывают на 300000-летнее сокращение биоразнообразия, ведущее к массовому вымиранию девонско-каменноугольного периода, что предполагает возможность множественных катастроф, возможно даже множественных взрывов сверхновых.
«Это вполне возможно. Массивные звезды обычно образуются в скоплениях с другими массивными звездами, а другие сверхновые могут возникать вскоре после первого взрыва», – сказал Миллер.
Ключ к доказательству возникновения сверхновой – это обнаружение радиоактивных изотопов плутония-244 и самария-146 в породах и окаменелостях, отложившихся во время вымирания. Разные результаты нуклеосинтеза приводят к разным радиоизотопным сигнатурам.
«Ни один из этих изотопов сегодня не встречается на Земле в естественных условиях, и единственный способ, которым они могут попасть сюда, – это космические взрывы», – пишет Чжэнхай Лю, студентка Иллинойского центра перспективных исследований Вселенной и факультета астрономии Университета. Иллинойса.
Читать подробней: Supernova triggers for end-Devonian extinctions
Источник: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA
Перевод/адаптация текста: «Вестник ОНЗ РАН»