5億9100万年前の地球磁場の崩壊寸前により、複雑な生命の繁栄が可能になった可能性がある

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地球の磁場は、私たちの惑星を居住可能にする上で重要な役割を果たしています。 大気上の保護泡は、太陽放射、風、宇宙線、極端な温度変動から地球を守ります。

しかし、地球の磁場は5億9,100万年前にほぼ崩壊しており、皮肉なことに、この変化が複雑な生命の繁栄に極めて重要な役割を果たした可能性があることが、新しい研究で判明した。

「一般に、フィールドは保護的です。もし地球の歴史の初期にフィールドがなかったら、水は地球によって地球から奪われていたでしょう。」 太陽風 「（太陽から地球に向かって流れる高エネルギー粒子の流れ）」とニューヨークのロチェスター大学の地球物理学教授であり、新しい研究の主任著者であるジョン・タルドゥノ氏は述べた。

「しかし、エディアカラ紀には、地球深部の進化において注目に値する時期があり、磁場を作り出すプロセスが数十億年後に非常に非効率になり、磁場がほぼ完全に崩壊しました。」

研究は雑誌に掲載されました 地球と環境のコミュニケーション 5月2日、地球の磁場は、 地球の外核における溶鉄の動き少なくとも 2,600 万年間、現在の強さよりもはるかに弱くなっています。 地球の磁場が弱まり続けていることの発見は、地球の固体内核がいつ形成されたのかについての永続的な地質学的謎を解くのにも役立った。

この時期は、大気と海洋の酸素が増加するにつれて、最初の複雑な動物が海底に出現したエディアカラ時代として知られる時代と一致しています。

これらの奇妙な動物は、スカッシュのプロペラ、チューブ、ケーキ、ディスクなど、今日の生き物とはほとんど似ていません。 ディッキンソニア大きさは4.6フィート（1.4メートル）に達し、 ゆっくりとしたキンベレラ。

それ以前は、生命は主に単細胞で微細なものでした。 研究者らは、弱い磁場によって大気中の酸素が増加し、初期の複雑な生命の進化が可能になった可能性があると考えている。

地球の磁場の強さは時間の経過とともに変動することが知られており、岩石に保存されている結晶には小さな磁性粒子が含まれており、それが地球の磁場の強さの記録に記録されます。

この期間に地球の磁場が大幅に弱まったことを示す最初の証拠は 2019 年に得られた 5億6500万年前の岩石の研究 ケベック州では、その時点で現場が今日よりも10倍弱かったことを示しています。

最新の研究では、磁場が著しく弱かったことを示すさらに多くの地質学的証拠が収集され、ブラジル南部の遺跡から採取された5億9,100万年前の岩石に含まれる情報は、磁場が今日よりも30倍弱かったことを示している。

磁場が弱いのは、いつもそうだったわけではありません。研究チームは、20億年以上前に遡る南アフリカの同様の岩石を調べたところ、当時の地球の磁場は現在と同じくらい強かったことがわかりました。

現在とは異なり、当時の地球の最深部は固体ではなく液体であり、磁場の生成方法に影響を与えていたとタルドゥーノ氏は説明した。

「何十億年もかけて、このプロセスの効率は低下していきました」と彼は言う。

「私たちがエディアカラに到着するまでに、磁場は最後の勢いに乗っていました。崩壊寸前でした。しかし、私たちにとって幸いなことに、十分に寒くなっていたので、内核が生成し始めました（磁場が強化されました）。」

現時点で海底に沿って浮かぶ最古の複雑な生命体の出現は、酸素レベルの上昇と関連しています。 海綿動物や微細な動物など一部の動物は低酸素でも生存できるが、より複雑な体を持ち動き回る大型動物はより多くの酸素を必要とする、とタルドゥーノ氏は述べた。

従来、この時期の酸素増加はシアノバクテリアなどの光合成生物によるものだと考えられており、酸素が生成され、時間の経過とともに酸素が水中に着実に蓄積することができたと、研究の共著者でバージニア工科大学の地質生物学教授、Shuhai Xiao氏は説明した。

しかし、新しい研究は、地球の磁場が弱い場合、宇宙への水素の損失が増加するという代替または補完的な仮説を提案しました。

「磁気圏は地球を太陽風から守り、したがって大気を地球に密着させているのです。磁気圏が弱くなるということは、地球の大気から水素などの軽いガスが失われることを意味します」とシャオ氏は電子メールで付け加えた。

タルドゥノ氏は、複数のプロセスが同時に発生する可能性があると述べた。

「これらのプロセスの1つまたは複数が同時に発生していたことには異議を唱えませんが、弱い磁場により酸素が閾値を超え、それが動物放射線の進化を助けた可能性があります」とタルドゥノ氏は述べた。

ワシントンD.C.にあるカーネギー科学研究所の地球惑星研究所のスタッフ科学者であるピーター・ドリスコル氏は、地球の弱い磁場に関する研究結果には同意するが、弱い磁場が地球の酸素に影響を与える可能性があるという主張であると述べた。雰囲気。 生物学的進化を評価することは困難でした。 彼は研究には参加しなかった。

「惑星の磁場が気候に与える影響は十分に理解されていないため、この主張の正当性を評価するのは私にとって難しいです」と彼は電子メールで述べた。

彼らの仮説は「十分に確立されている」とタルドゥーノ氏は述べた。しかし、当時生息していた動物についてほとんどわかっていないことを考えると、因果関係を証明するには数十年にわたる困難な作業が必要になるだろう。

地質学的分析により、地球の中心の最も内側の部分に関する重要な詳細も明らかになりました。

惑星の内核が固まった時期、つまり惑星の中心で鉄が最初に結晶化した時期についての推定は、5億年前から25億年前とされています。

の 地球磁場の強さの研究 その年齢を示します 地球の内核 それはこの時間スケールの若い端にあり、5 億 6,500 万年前以降に固まり、地球の磁気シールドが跳ね返されるようになりました。

「今回の観測は、内核がこの時期の直後に最初に形成され、地球ダイナモ（磁場を生み出すメカニズム）を弱く不安定な状態から強くて安定した双極子場に押し上げたという主張を裏付けているようだ」とドリスコル氏は述べた。

エディアカラ紀以降、内核が成長するにつれて磁場の強度が回復したことは、水の豊富な地球の乾燥を防ぐ上で重要だったのかもしれない、とタルドゥーノ氏は述べた。

エディアカラ時代の珍しい動物は、次のカンブリア紀までにすべて姿を消しました。 生命の多様性が爆発的に広がった 今日よく知られている生命の木の枝は、比較的短期間に形成されました。