자기장의 붕괴가 동물의 출현을 촉발시켰는가?

약 6억 3500만년 전부터 5억 4100만년 전까지의 에디아카라기(Ediacaran Period)는 지구 역사에서 중요한 시기였다. 이는 복잡한 다세포 유기체가 출현하여 생명 폭발의 무대를 마련하는 변혁의 시대였습니다.

그러면 이러한 생명의 급증은 어떻게 전개되었으며 지구상의 어떤 요인들이 이에 기여했을 수 있습니까?

로체스터 대학의 연구자들은 에디아카라기의 거시적 동물이 다양화되고 번성했을 때 지구 자기장이 매우 특이한 상태에 있었다는 강력한 증거를 발견했습니다. 그들의 연구는 자연 연락 지구 및 환경지구 자기장의 이러한 변동이 수백만 년 전 생명체의 확산에 결정적인 역할을 했을 수 있는 산소 수준의 변화를 가져왔는지에 대한 의문을 제기합니다.

지구환경과학과 William Kenan Jr. 교수인 John Tarduno에 따르면, 에디아카라 시대에 가장 주목할만한 생명체 중 하나는 에디아카라 동물군이었습니다. 그들은 초기 동물과 닮았다는 점에서 주목할 만합니다. 일부는 심지어 크기가 1미터(3피트) 이상에 달하고 움직일 수 있어서 초기 생명체에 비해 더 많은 산소가 필요했음을 나타냅니다.

Tarduno는 “멋진 에디아카라 동물군의 출현에 대한 이전 아이디어에는 유전적 또는 생태학적 요인이 포함되어 있었지만 초저 지자기장이 발생한 시기가 가까워 환경 문제, 특히 대기 및 해양 산소화에 대해 다시 생각하게 되었습니다.”라고 Tarduno는 말합니다. , 그는 또한 예술 및 과학 대학과 공학 및 응용 과학 대학의 연구 학장이기도 합니다.

지구의 자기 미스터리

우리보다 약 1,800마일 아래에 있는 액체 철이 지구의 외핵에서 휘저어지면서 행성을 보호하는 자기장이 생성됩니다. 눈에 보이지는 않지만 자기장은 태양풍, 즉 태양에서 나오는 방사선 흐름으로부터 지구를 보호하기 때문에 지구 생명체에 필수적입니다. 그러나 지구 자기장이 항상 오늘날처럼 강했던 것은 아닙니다.

연구자들은 비정상적으로 낮은 자기장이 동물의 생명 증가에 기여했을 수 있다고 제안했습니다. 그러나 이 기간 동안 자기장의 강도에 대한 데이터가 제한되어 있기 때문에 링크를 조사하는 것은 어려웠습니다.

Tarduno와 그의 팀은 암석 거머리암의 고대 장석과 휘석 결정에 갇힌 자기를 연구함으로써 자기장의 강도를 조사하기 위해 혁신적인 전략과 기술을 사용했습니다. 결정에는 광물이 형성될 때부터 자화를 보존하는 자성 입자가 포함되어 있습니다. 암석의 연대측정을 통해 연구자들은 지구 자기장의 발달에 대한 연대표를 구성할 수 있습니다.

CO를 포함한 최첨단 도구 활용₂ 레이저와 연구실의 초전도 양자 간섭 장치(SQUID) 자력계를 사용하여 팀은 결정과 그 안에 갇힌 자기를 정밀하게 분석했습니다.

약한 자기장

그들의 데이터에 따르면 에디아카라기 동안 지구 자기장은 현재까지 알려진 가장 약한 자기장(현재 자기장보다 최대 30배 더 약함)이었으며, 초저 자기장 강도가 최소 2,600만 년 동안 지속되었음을 나타냅니다.

약한 자기장은 태양으로부터 전하를 띤 입자가 대기에서 수소와 같은 가벼운 원자를 벗겨내어 우주로 탈출하는 것을 더 쉽게 만듭니다. 수소 손실이 심각한 경우 수소와 반응하여 수증기를 형성하는 대신 대기 중에 더 많은 산소가 남아 있을 수 있습니다. 이러한 반응은 시간이 지남에 따라 산소가 축적될 수 있습니다.

Tarduno와 그의 팀이 수행한 연구에 따르면 에디아카라기 동안 초약한 자기장이 최소 수천만 년에 걸쳐 수소 손실을 일으켰다고 합니다. 이러한 손실로 인해 대기와 표면 해양의 산소 공급이 증가하여 더 발전된 생명체가 출현할 수 있게 되었을 수 있습니다.

Tarduno와 그의 연구팀은 이전에 대부분의 동물 그룹이 화석 기록에 나타나기 시작하고 보호 자기장이 다시 확립되어 생명체가 번성할 수 있었던 후속 캄브리아기 동안 지자기장이 강도가 회복되었다는 사실을 발견했습니다.

“만약 에디아카라기 이후에도 극도로 약한 장이 남아 있었다면 지구는 오늘날의 물이 풍부한 행성과 매우 다르게 보일 것입니다. 물 손실이 점차 지구를 건조시켰을 것입니다.”라고 Tarduno는 말합니다.

핵심 역학 및 진화

이 연구는 행성 내부를 이해하는 것이 지구 너머의 생명체의 잠재력을 고려하는 데 중요하다는 것을 시사합니다.

“지구 핵의 과정이 궁극적으로 진화와 연결될 수 있다고 생각하는 것은 매우 흥미롭습니다.”라고 Tarduno는 말합니다. “다른 곳에서 생명체가 존재할 가능성에 대해 생각할 때, 행성의 내부가 어떻게 형성되고 발전하는지도 고려해야 합니다.”

이 연구는 미국 국립과학재단(US National Science Foundation)의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240503135331.htm