Как на Земле появилась сложная жизнь?

Загадочный первый расцвет сложной жизни на Земле мог произойти из-за слабого магнитного поля, поставлявшего для этого важнейший ингредиент - кислород.

Почти 600 млн лет прошло с тех пор, как на Земле из множества клеток возникли гигантские формы жизни, во много раз превышавшие размером все, что до них существовало. В атмосфере при этом выросло содержание кислорода, что обеспечило энергией даже крупные организмы - так называемую фауну Эдиакара, которая за короткий промежуток времени приобрела огромное количество видов и форм. Но откуда взялся кислород?

На этот вопрос попыталась ответить команда Рочестерского университета (Нью-Йорк, США), возглавляемая Джоном Тардуно. Исследователи предположили, что атмосферу Земли мог изменить длительный коллапс магнитного поля планеты. Анализ минералов показал, что сила магнитного поля составляла тогда лишь 1/30 от нынешней. При столь слабом магнитном поле в космос улетучивалось больше водорода, что привело к общему накоплению кислорода и могло стать причиной огромного разнообразия загадочной эдиакарской фауны.

Этот период продолжался 26 миллионов лет, что значительно дольше, чем считалось ранее. Исследователи изучили полевой шпат, кристллизовавшийся в то время в пузыре вулканической магмы. Он содержит крошечные магнитные примеси, практически замораживающие при кристаллизации силу окружающего магнитного поля. Используя специальные методы измерения, эту информацию можно считать даже через сотни миллионов лет.

Команда Тардуно вычислила, что напряженность поля в месте кристаллизации составляла всего около 1,5 микротесла, то есть лишь малую часть современных значений. Это означает, что область открытых линий магнитного поля на полюсах, где ионы водорода исчезают в пространстве, была примерно в 3,5 раза больше, чем сейчас, и даже больше, чем во время солнечных бурь. Кроме того, солнечный ветер тогда мог проникать так глубоко в атмосферу, что уносил даже водород.

Оба эффекта обогащали атмосферу кислородом, который способствовал биологическим инновациям и появлению сложных экосистем с длинными пищевыми цепочками. Почему магнитное поле было таким слабым в то время, окончательно не выяснено. Возможно, этот эпизод был низшей точкой для магнитного поля, которое вновь усилилось после формирования твердого ядра Земли.

Источник: spektrum.de