Un nuevo estudio muestra que explosiones de misteriosas partículas solares podrían destruir la capa de ozono, bañando la Tierra en radiación durante años

La impresionante aurora boreal de principios de mayo de este año demostró cuán poderosas pueden emitir radiación las tormentas solares, pero a veces el sol hace algo aún más destructivo. Estas explosiones de protones emitidos directamente desde la superficie del Sol se conocen como “eventos de partículas solares” y pueden dispararse como un reflector hacia el espacio.

Los registros muestran que aproximadamente cada mil años, la Tierra experimenta un evento extremo de partículas solares, que puede causar graves daños a la capa de ozono y aumentar los niveles de radiación ultravioleta en la superficie.

Hemos analizado lo que sucede durante un evento tan extremo en papel Publicado el 1 de julio en procedimientos de la Academia Nacional de CienciasTambién mostramos que en momentos en que el campo magnético de la Tierra es débil, estos eventos pueden tener un impacto significativo en la vida en todo el planeta.

El escudo magnético crítico de la Tierra

El campo magnético de la Tierra proporciona un capullo protector crucial para la vida, desviando la radiación cargada eléctricamente del Sol. Normalmente, un campo magnético actúa como una barra magnética gigante con líneas de campo que se elevan desde un polo, lo envuelven y luego vuelven a caer en el otro polo, en un patrón que a veces se describe como un «pomelo al revés». La orientación vertical en los polos permite que parte de la radiación cósmica ionizante penetre en la atmósfera superior, donde interactúa con las moléculas de gas para crear el resplandor que conocemos como aurora boreal.

Sin embargo, el campo magnético cambia drásticamente con el tiempo. En el siglo pasado, el Polo Norte Magnético se movió a través del norte de Canadá a una velocidad de unos 40 kilómetros por año y el campo magnético se debilitó debido a los cambios en la atmósfera. más del 6%Los registros geológicos indican que hubo períodos que duraron siglos o milenios en los que el campo magnético de la Tierra era muy débil o incluso estaba completamente ausente.

Podemos ver lo que sucedería sin el campo magnético de la Tierra mirando a Marte, que perdió su campo magnético global en el pasado antiguo y, como resultado, la mayor parte de su atmósfera. En mayo, poco después de la aurora boreal, Una poderosa partícula solar impactó en Marte. ha funcionado mal Odisea de Marte La nave espacial provocó que los niveles de radiación en la superficie de Marte fueran aproximadamente 30 veces superiores a los que se recibirían durante una radiografía de tórax.

El poder de los protones.

La atmósfera exterior del Sol emite una corriente continua y fluctuante de electrones y protones conocida como «viento solar». Sin embargo, la superficie del Sol también emite intermitentemente ráfagas de energía, principalmente protones, en eventos de partículas solares, que a menudo están asociados con erupciones solares.

Los protones son mucho más pesados ​​que los electrones y transportan más energía, por lo que alcanzan altitudes más bajas en la atmósfera terrestre, agitando las moléculas de gas en el aire. Sin embargo, estas partículas excitadas sólo emiten rayos X, que no pueden verse a simple vista.

Cientos de eventos de partículas solares débiles ocurren en cada ciclo solar (aproximadamente 11 años), pero los científicos han encontrado rastros de eventos mucho más fuertes a lo largo de la historia de la Tierra. Algunos de los eventos más extremos fueron miles de veces más poderosos que cualquier cosa registrada con instrumentos modernos.

Eventos extremos de partículas solares

Estos eventos extremos de partículas solares ocurren aproximadamente cada pocos miles de años. El último de ellos ocurrió alrededor del año 993 d.C. y se utiliza para mostrar que se utilizaron edificios vikingos en Canadá. Madera cortada en 1021 d.C..

Menos ozono, más radiación

Además de su efecto inmediato, los fenómenos provocados por partículas solares también pueden desencadenar una serie de reacciones químicas en la atmósfera superior, que pueden provocar el agotamiento de la capa de ozono. El ozono absorbe los dañinos rayos ultravioleta del sol, que pueden dañar la vista y el ADN (aumentando el riesgo de cáncer de piel), además de afectar el clima.

en nuestro país Nuevo estudioHemos utilizado grandes modelos informáticos de la química atmosférica global para examinar los efectos de un evento extremo de partículas solares.

Descubrimos que un evento de este tipo podría agotar los niveles de ozono durante aproximadamente un año, elevando los niveles de luz ultravioleta en la superficie y aumentando el daño al ADN. Pero si se produjera un evento de protones solares durante un período en el que el campo magnético de la Tierra era muy débil, el daño al ozono persistiría durante seis años, aumentando los niveles de UV en un 25% y aumentando la tasa de daño al ADN causado por el Sol hasta en un 50%. .

Explosiones de partículas del pasado

Pero, ¿qué probabilidad hay de esta combinación mortal de un campo magnético débil e intensos eventos de protones solares? Dada la frecuencia de aparición de cada uno, es probable que ocurran juntos con relativa frecuencia.

De hecho, esta combinación de eventos puede explicar muchos eventos misteriosos que ocurrieron en el pasado de la Tierra.

El período más reciente de debilidad del campo magnético –incluido un desplazamiento temporal en los polos norte y sur– comenzó hace 42.000 años y duró unos mil años. En el período siguiente ocurrieron varios acontecimientos evolutivos importantes. Sucedió por esta épocaComo la desaparición de los últimos neandertales en Europa y la extinción de grandes marsupiales, incluidos Wombats gigantes y canguros en Australia.

También se ha asociado un evento evolutivo mayor con el campo magnético de la Tierra. El origen de los animales multicelulares se produjo a finales del período Ediacárico (hace 565 millones de años), lo que está registrado en fósiles encontrados en las montañas Flinders, en el sur de Australia, tras un período de 26 millones de años de evolución. Campo magnético débil o ausente.

De manera similar, la rápida evolución de diversos grupos de animales en la explosión del Cámbrico (hace unos 539 millones de años) también estuvo relacionada con el geomagnetismo y los altos niveles de radiación ultravioleta. También se ha relacionado la evolución simultánea de los ojos y las corazas duras del cuerpo en múltiples grupos no relacionados. Descrito Como la mejor manera de detectar y evitar los dañinos rayos UV entrantes, en “Escape the Light”.

Apenas estamos comenzando a explorar el papel de la actividad solar y el campo magnético de la Tierra en la historia de la vida.

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