2018.12.16.

Szupernóva járult hozzá a 2,6 millió éve volt kihaláshoz

Nem új az elmélet, miszerint a pliocén végén, kb. 2,6 millió évvel ezelőtt az aktuális kihalási hullámot egy viszonylag közeli szupernóva robbanása okozhatta, a felőle érkező sugárzás útján. A megfelelő közelségben felrobbant szupernóvákból érkező kozmikus sugárzás (konkrétan a gamma~ ) a nitrogénnel találkozva nitrogén-oxidokat hoz létre, amelyek aztán légköri ózonpajzsot megbontják, majd az így védtelenül maradó bolygó a Nap ultraibolya sugarai hatására szenvedi el a mára már oly jól ismert károkat. (Mindemellett a szupernóvák pártját is fogjuk: nélkülük nem jöhetnének létre a nehéz elemek, így se bolygók, se élet nem volna.) Az ultraibolya hatását „segítő” légköri reakciókon túl a közeli szupernóvák sugárzásában érkező müonok szintén képesek lehetnek az élővilággal elbánni az ionizáló hatásuk révén.
A sekélytengeri bioszféra szenvedi el ilyen esetekben a legsúlyosabb károkat, s velük a tengeri táplálkozási lánc felborultával az őket fogyasztók sokaságára is tovagyűrűzik a hatás. (Néhány napja számoltunk be az egykor élt óriáscápa, a megalodon életével és kihalásával foglalkozó kutatásról – például ez az állat is áldozata lehetett a 2,6 millió éve volt szupernóvának)

Egy amerikai-brazil kutatócsoport vizsgálta meg, hogy hol lehetett az a szupernóva, amelyből a 2,6 millió évvel ezelőtti kihaláshoz is hozzájáruló sugárzás érkezett, s kiszámították a sugárzás konkrét hatásait is.

Mivel 2,6 millió éve még meglehetősen kevés csillagász ücsörgött bolygónk hegycsúcsaira épített obszervatóriumokban az eget pásztázó teleszkópokkal, így csillagászati eseményeket soroló feljegyzések nem állnak rendelkezésre ebből az időszakból. Azonban a szupernóvák mégis képesek az ujjlenyomatukat ránk hagyni, mégpedig egy radioaktív izotóp, a vas-60 képében, amelyet a robbanások hoznak létre s küldenek szét a világűrben. A földi üledékrétegekben a 60-as vas izotóp csakis külső eredetű lehet, ugyanis a felezési ideje 2,6 millió éves (ennek ebben a formában semmi köze az említett kihaláshoz, véletlen egybeesés a két szám), így a bolygó keletkezésekor meglévő izotóp mára lebomlott már. Ha tehát egy üledékrétegben mégis erre az izotópra találnak, akkor az egy viszonylag közeli szupernóva robbanását jelzi. Létezik is a korabeli élővilágot érintő kihalás korának megfelelő 2,6 millió éves vas-izotóp lerakódás az üledékekben (illetve egy hasonló, kissé korábbi, 8 millió éves is). A következő kérdés: de honnan érkezhetett?

A müonok folyamatosan érik bolygónkat, többek közt e tényre épül ma már számos mérés, amellyel a földfelszín alá lehet belátni (így pl. piramisok belsejébe, gleccserek alá, vagy akár vulkánok magmakamrájába is), s nincs semmi hatásuk az élővilágra. Azonban a nagy dózisban érkezőket már nem tolerálja az élet.
Ahhoz, hogy megfelelően nagy erejű sugárzás és sok nagy energiájú müon érkezzen, a forrásnak elég közel kell lennie, ilyesmiről azonban a Naprendszer jelenlegi elhelyezkedése nem tanúskodik. Máshol jártunk viszont a galaxisunkban a kihalás idején, s ekkor egy olyan régió, amelyet korábbi szupernóvák hoztak létre, még aktív lehetett. Ez a terület az ún. Lokális Buborék, egy nagyjából 300 x 150 fényév méretű térrész valamikor az elmúlt 10-20 millió év során megesett szupernóvarobbanások miatt jött létre, s a Naprendszer is e buborékban, de annak a széléhez közel foglal helyet. A kihalási esemény idején e területről, a korabeli távolság alapján kb. 160 fényév messzeségből kaphattuk meg a sugárzást. A kutatók a szupernóvák sugárzási adatai alapján kiszámították, hogy egy ekkora távolságban volt szupernóvarobbanás esetén a hozzánk érkező müonok mennyisége a mai átlagérték 14-szerese lehetett. A bolygó felszínét érő sugárzás kb. 30 éven keresztül magas értéken maradhatott, és ez 1 Sv halmozott hatást jelent (per pillanat bolygónk felszínének lakóit 2,4 mSv (milli Sievert) sugárdózis éri évente a kozmikus sugárzás révén). A halmozódás nem azonnali egészségkárosodást jelent, mint a sugárbetegségnél a rövid idő alatt kapott adag, hanem a DNS-mutációk révén fejti ki hosszú távú hatásait. 100 mSv éves dózis már képes rákkeltővé válni, így ennek a tízszerese jó eséllyel nem maradt nyom nélkül az élővilágban. Különösen igaz ez a hosszabb életű, nagy testű élőlényekre, amelyekben az életük során tovább halmozódhat a sugárdózis, így a pliocén végi tengeri megafaunát érintő kihalás indokolható is volna e sugárzással. Minél nagyobb testű egy állat, annál több müonnal találkozik, s így azok összeadódó hatása is nagyobb. Egy ember számára egy ekkora távolságú szupernóvából eredő müontöbblet 50%-kal megemelné a rák kialakulásának esélyét, egy embernél jóval nagyobb élőlényre még fokozottabban hat.
A müonok az óceánba hatolva a mélységgel veszítenek az energiájukból s így a káros hatásukból is, azonban a kutatók számításai alapján még így is két nagyságrenddel meghaladta a hatásuk a mai háttérsugárzással érkező müonokét 500m mélységben is. Ráadásul a tengeri élővilág számára a szárazföldi társaikkal szemben egészen más a háttérsugárzás, így a tengerbe jutó többlet hatása fokozottabban érintheti őket, védtelenebbek a megemelkedő sugárzással szemben, mivel alapvetően kevesebb éri őket a víz alatt. Ha a szupernóva robbanását követően hozzánk beérkező kozmikus sugárzás és a nagy energiájú müonok révén évtizedeken át a szokásosnál két nagyságrenddel nagyobb dózist kaptak, azt valóban megszenvedhették. Mivel a Lokális Buborék kialakulásában is számos szupernóva vett részt, nem biztos, hogy a 2,6 millió éve volt esemény is csupán egyetlen csillag robbanásával függ össze, lehetett ez is több szupernóva rövid idő alatt lezajlott felvillanása. (Egy másik kutatásban járt utána annak egy eltérő kutatócsoport, hogy merrefelé is lehetett az a szupernóva (vagy több szupernóva), amelynek a 2,6 millió éves vasizotóp-csúcs köszönhető, és a számításaik alapján a Kentaur határvidékén kereshetnénk. A térrész csillagainak kora, típusa alapján kiszámították, hogy a jelenleg észlelhető csillagokból mi hiányzik, s ebből adódóan lehetett megállapítani, hogy hol és hány szupernóva robbanhatott fel.)

Nehéz persze elkülöníteni a szupernóva hatásait a korszak egyéb átalakulásainak hatásaitól. A 2,6 millió éve is lezajlott aktuális mágneses pólusváltás során a legyengült földi mágneses tér eleve védtelenebbé tette az élővilágot a világűr felől érkező káros sugárzással szemben, s ha ezt, valamint a geológiai és klimatológiai változásokat összeadjuk, bőven elég oka lehetett annak, hogy áldozatokat szedjenek e hatások, mind a szárazföldeken, mind a tengerekben. Az, hogy a müonok hatása a tengerben jobban érvényesülhetett, mint korábban véltük, egy részét adja csak ki e kihalási hullám okainak, de fontos mégis megérteni a szerepét, hiszen így a klímával összefüggő hatásokat másképp kell értékelni.

A kutatás vezető szerzője hosszú ideje szakértője az asztrofizikai modellszámításoknak és szimulációknak, illetve az elmúlt másfél évtizedben a kozmikus események biológiai hatásainak vizsgálatával is foglalkozik.

A kutatásról az Astrobiology számolt be november 27-én.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: