Чтение онлайн

• Ближайшая сверхновая выбрасывает больше космических лучей.

• Большее число космических лучей вызывает большее количество водяных паров, которые могут конденсироваться в облака.

• Большее количество облаков блокирует большее количество приходящего света. Погода становится холодней

• Большее количество бурь — больше дождя и снега. Температура падает.

• Большее количество снега отражает больше света в космос. Атмосфера становится холодней.

• Большее количество холодной воды и льда попадает в океан. Климат становится еще холодней.

Имея этот сценарий, можно сделать вывод, что взрыв сверхновой может изменить климат, причем есть несколько условий, при которых сверхновая может вызвать возрастание космических лучей. Если магнитное поле Земли ослабевает, тогда большее количество космических лучей попадет в нашу атмосферу, после чего должно произойти то же самое похолодание. К тому же когда на Солнце появляются пятна, количество космических лучей возрастает. Это происходит оттого, что солнечная плазма больше не оберегает Землю и большее излучение ведет к глобальному похолоданию. Эти процессы, однако, не приводят к такому сильному и внезапному похолоданию, как от вспышки сверхновой.

Мы сосредоточились на эффектах космического излучения, вызванного взрывом сверхновой, поскольку многие космические лучи, которые ударяют в Землю, происходят в окрестностях галактики именно по этой причине. Из-за того, что этот район в прошедшие тысячелетия имел более чем достаточно сверхновых, объем получаемых Землей космических лучей в наши дни, по всей вероятности, выше, чем в отдаленном прошлом

Очевидная связь между недавно прибывшими космическими лучами и климатом заставляет задуматься о том, что, возможно, изменения космической радиации воздействуют на цикл наступления холода на Земле, составляющий миллионы лет. Согласно работе Шавива и Вейзера (2003), так оно и есть. Эти исследователи сравнивали величину космических лучей с климатом Земли на протяжении последних 500 миллионов лет и нашли на удивление сильную корреляцию, которая показана на илл. 16.2. Каждый раз, когда интенсивность космических лучей увеличивается, климат становится холодней, а когда уменьшается, климат становится теплее.

Заметьте также, что большинство периодов массового вымирания (черные полосы на нижней линии) довольно точно совпадают по времени с самыми холодными периодами, отображенными на графике. Только несколько вымираний пришлось на более теплые периоды с небольшим космическим излучением. Это заставляет предполагать, что изменяющиеся уровни космической радиации прямо воздействуют на скорость вымирания живого.

В 80-х годах XX века Луис Альварес и группа других ученых обнаружили свидетельства массового вымирания динозавров от столкновения Земли с космическим телом, которое исследователи в данном случае связали с кратером, спрятанным в земле полуострова Юкатан. До них никто не мог найти серьезной связи между столкновениями и вымираниями. Прошло немного времени, и в 1984 году Пол Роп и Джек Сепскоски предположили, что вымирание динозавров было только одним из примерно десяти больших вымираний, которые, похоже, регулярно происходили каждые 26 миллионов лет. Из десяти пять самых больших произошли примерно 65,210,245,364 и 440 миллионов лет назад, как показано на илл. 16.2 Если брать большую часть вымираний, то от 20 до 60 процентов всех видов исчезли сравнительно недавно; 245 миллионов лет назад вымирание было особенно катастрофическим — с лица Земли исчезло невероятное количество живого — 90 процентов!

Теория регулярно повторяющихся вымираний до сих пор вызывает споры, но ученые сходятся на том, что вымирания действительно имеют место. Но что их вызывает? Удалось с достаточной степени достоверности связать некоторые вымирания со столкновениями с кометами и астероидами; другие вымирания связаны с активностью вулканов; причины остальных до сих пор не ясны. Однако недавно Эдриан Мелотг и группа астрономов (2004) предположили, что второе по величине вымирание,440 тысяч лет назад (когда вымерло две трети видов), может быть вызвано взрывом сверхновой. По их теории, гамма-лучи разрушили озоновый слой Земли, позволив ультрафиолетовому излучению «стерилизовать» большую часть планеты.

Многие ученые признают это космическое столкновение во времена исчезновения динозавров примерно 65 миллионов лет назад. Интересно, что и в этом случае могла оказать влияние вспышка сверхновой. Известно, что в то время произошло значительное похолодание климата; в 1970-х Рассел (1977) высказал предположение, что вспышка сверхновой привела к климатическим изменениям и привела к массовому вымиранию, В качестве доказательства Рассел описал огромную, быстро растущую оболочку межзвездного водорода, которая носит название Кольцо Лидблада. Оно составляет 18 тысяч миль в диаметре и является частью нашего «местного пузыря». Если это Кольцо было остаточной оболочкой сверхновой, центр ее взрыва 65 миллионов лет назад находился в опасной близости от Земли. Это привело Рассела к заключению, что сверхновая играла главную роль в вымирании динозавров, в том числе тем, что вызвала столкновение Земли с небесным телом.

В более близкие к нам времена произошло меньшее по масштабам вымирание, которое, согласно Бениту и его коллегам (2002), могло быть связано со сверхновой в группе молодых звезд на границе созвездий Скорпиона и Кентавра. Эта сверхновая может быть ответственной за появление «местного пузыря». Бенит и его команда нашли, что примерно 2 миллиона лет назад некоторые звезды из этой группы могли пройти на расстоянии менее 130 световых лет от Земли — достаточно близко для того, чтобы сверхновая «обдала» нас космическим излучением и множеством частиц. Когда эти исследователи поняли, что звезды были так близко, они стали искать свидетельства взрыва — и нашли их. В коре океанского дна исследователи обнаружили большое количество железа-60, одного из изотопов, производимого сверхновой. Этот слой датируется временем 2 миллиона лет назад — точное время вымирания. Имея это свидетельство, Бенит и его коллеги сделали заключение, что тогда сверхновая убила миллионы растений и животных.

Это лишь три примера возможной связи между сверхновой и некоторыми из самых больших массовых вымираний; однако почти наверняка можно найти и другие случаи. Сверхновые — это одна из нескольких причин, которые могут привести к массовым вымираниям, но ими занимались меньше всего, отчасти потому что взрывы были очень далеко и их труднее изучать, чем большие кратеры, изменения климата и извержения вулканов. Те не менее они могут быть «пусковым механизмом», который привел в действие наиболее известные нам эффекты.

Группа Мелотта, которая изучала самые древние массовые вымирания, связанные со сверхновыми, предположила, что излучение сверхновой заставляет окисляться азот, отчего в атмосфере образуется смог. Если то же было характерно для нашей недавно взорвавшейся сверхновой, это должно было как-то отразиться на Земле. Уровень азота также должен был повыситься, когда в земную атмосферу влетали какие-либо тела.

Одну из самых глубоких проб, GISP2, полученных в Гренландии, ученые проверили на нитрат, или NО3. Этот нитрат производят растения, связан он и с человеческой деятельностью. Маевский и Легранд (1990) нашли, что этот нитрат может быть индикатором полярных стратосферных облаков и, как мы видели выше, облачность имеет связь с ростом уровня космической радиации. Дрешхофф и Целлер (1998) высказали предположение, что нитрат мог попасть в лед в ходе сильных солнечных выбросов, которые могли иметь связь с двигающейся к Земле ударной волной с веществом сверхновой. Нитрат может также появиться от столкновения комических тел: когда какой-нибудь объект с большой скоростью входит в атмосферу Земли, он «сжигает» азот и производит нитрат, вместе с другими содержащими азот компонентами.

Мы имеем три примера связи между сверхновой и нитратами, так что это должно отразиться на образцах из глубин ледника. На илл. 16,3 можно видеть, что повышение количества нитратов имеет место три раза и совпадает с датами из нашей теории: 13 тысяч, 34 тысячи и примерно 41 тысяча лет назад. Пик, приходящийся на дату 13 тысяч лет назад, является самым большим, это очень отчетливый острый пик, в три раза превосходящий нормальный уровень за все 110 тысяч лет, когда велись записи. Следующие два самых старых пика соответствуют ударной волне от сверхновой (34 тысячи лет назад) и импульсу излучения (41 тысячу лет назад).