Lo studio.
Il campo magnetico terrestre svolge un ruolo chiave nel rendere abitabile il nostro pianeta. La bolla protettiva sopra l’atmosfera protegge il pianeta dalle radiazioni solari, dai venti, dai raggi cosmici e dagli sbalzi di temperatura. Tuttavia, il campo magnetico della Terra è quasi crollato 591 milioni di anni fa, e questo cambiamento, paradossalmente, potrebbe aver giocato un ruolo fondamentale nello sviluppo della vita complessa. “In generale il campo è protettivo. Se non avessimo avuto un campo all’inizio della storia della Terra, l’acqua sarebbe stata strappata dal pianeta dal vento solare (un flusso di particelle energizzate che scorre dal sole verso la Terra)”, ha affermato John Tarduno, professore di geofisica presso l’Università di Rochester a New York e autore senior del nuovo studio. “Ma nell’Ediacarano abbiamo vissuto un periodo affascinante nello sviluppo della Terra profonda, quando i processi che creano il campo magnetico… erano diventati così inefficienti dopo miliardi di anni, che il campo è quasi completamente collassato”. Lo studio, pubblicato sulla rivista Communications Earth & Environment il 2 maggio, ha scoperto che il campo magnetico terrestre, creato dal movimento del ferro fuso nel nucleo esterno della Terra , è stato significativamente più debole della sua forza attuale per un periodo di almeno 26 milioni di anni. anni. La scoperta del prolungato indebolimento del campo magnetico terrestre ha anche contribuito a risolvere un perdurante mistero geologico su quando si è formato il solido nucleo interno della Terra. Questo lasso di tempo si allinea con un periodo noto come Ediacarano, quando i primissimi animali complessi emersero sul fondo del mare quando la percentuale di ossigeno nell’atmosfera e nell’oceano aumentava. Questi strani animali somigliavano a malapena alla vita odierna: ventagli morbidi, tubi e ciambelle e dischi come Dickinsonia , che cresceva fino a 1,4 metri di dimensione, e la Kimberella simile a una lumaca . Prima di allora, la vita era in gran parte unicellulare e microscopica. I ricercatori ritengono che un debole campo magnetico possa aver portato ad un aumento dell’ossigeno nell’atmosfera, consentendo l’evoluzione della vita complessa e precoce. È noto che l’intensità del campo magnetico terrestre fluttua nel tempo e i cristalli conservati nella roccia contengono minuscole particelle magnetiche che fissano una registrazione dell’intensità del campo magnetico terrestre. La prima prova che il campo magnetico terrestre si è indebolito in modo significativo durante questo periodo è arrivata nel 2019 da uno studio su rocce di 565 milioni di anni in Quebec che suggeriva che il campo fosse 10 volte più debole di oggi a quel punto. L’ultimo studio ha raccolto ulteriori prove geologiche che indicano che il campo magnetico si è indebolito drasticamente, con informazioni contenute in rocce di 591 milioni di anni provenienti da un sito nel sud del Brasile che suggeriscono che il campo era 30 volte più debole di oggi. A differenza di adesso, ha spiegato Tarduno, allora la parte più interna della Terra era liquida, non solida, e ciò influenzava il modo in cui veniva generato il campo magnetico. “Nel corso di miliardi di anni questo processo sta diventando sempre meno efficiente”, ha affermato. “E quando arriviamo all’Ediacarano, il campo è allo stremo. Sta quasi crollando. Ma poi, fortunatamente per noi, la temperatura è diventata abbastanza fredda che il nucleo interno ha iniziato a generarsi (rafforzando il campo magnetico).” L’emergere della prima forma di vita complessa che si sarebbe diffusa lungo il fondale marino in questo periodo è associata ad un aumento dei livelli di ossigeno. Alcuni animali possono sopravvivere a bassi livelli di ossigeno, come le spugne e gli animali microscopici, ma gli animali più grandi con corpi più complessi che si muovono hanno bisogno di più ossigeno, ha detto Tarduno.
Tradizionalmente, l’aumento dell’ossigeno durante questo periodo è stato attribuito a organismi fotosintetici come i cianobatteri, che producevano ossigeno, permettendogli di accumularsi costantemente nell’acqua nel tempo, ha spiegato il coautore dello studio Shuhai Xiao, professore di geobiologia alla Virginia Tech. Tuttavia, la nuova ricerca ha suggerito un’ipotesi alternativa, o complementare, che prevede una maggiore perdita di idrogeno nello spazio quando il campo geomagnetico era debole. “La magnetosfera protegge la Terra dal vento solare, mantenendo così l’atmosfera sulla Terra. Pertanto, una magnetosfera più debole significa che gas più leggeri come l’idrogeno andrebbero persi dall’atmosfera terrestre”, ha aggiunto Xiao via e-mail. Tarduno ha affermato che potrebbero aver avuto luogo più processi contemporaneamente. “Non contestiamo il fatto che uno o più di questi processi avvengano contemporaneamente. Ma il campo debole potrebbe aver permesso all’ossigenazione di oltrepassare una soglia, favorendo la radiazione animale (evoluzione)”, ha detto Tarduno. Peter Driscoll, scienziato dello staff del Laboratorio Terra e Pianeti presso la Carnegie Institution for Science di Washington, DC, ha affermato di essere d’accordo con i risultati dello studio sulla debolezza del campo magnetico terrestre, ma l’affermazione che il debole campo magnetico potrebbe aver influenzato l’ossigeno atmosferico e l’evoluzione biologica era difficile da valutare. Non era coinvolto nello studio. “È difficile per me valutare la veridicità di questa affermazione perché l’influenza che i campi magnetici planetari potrebbero avere sul clima non è ben compresa”, ha detto via e-mail. Tarduno ha affermato che la loro ipotesi era “solida”, ma dimostrare un nesso causale potrebbe richiedere decenni di lavoro impegnativo, dato quanto poco si sa degli animali che vivevano in quel periodo.
Fossile di Dickinsonia costata di 560 milioni di anni trovato nell’Australia meridionale. Con più di un metro di lunghezza, la creatura è l’animale più grande conosciuto di quel periodo.
L’analisi geologica ha rivelato anche dettagli significativi sulla parte più interna del centro della Terra. Le stime su quando il nucleo interno del pianeta potrebbe essersi solidificato – quando il ferro si cristallizzò per la prima volta al centro del pianeta – variavano da 500 milioni a 2,5 miliardi di anni fa. La ricerca sull’intensità del campo magnetico terrestre suggerisce che l’età del nucleo interno della Terra si trova all’estremità più giovane di quella scala temporale, solidificandosi dopo 565 milioni di anni fa e consentendo allo scudo magnetico della Terra di riprendersi. “Le osservazioni sembrano supportare l’affermazione che il nucleo interno si è solidificato per la prima volta subito dopo questo periodo, spingendo la geodinamo (il meccanismo che crea il campo magnetico) da uno stato debole e instabile a un campo dipolare forte e stabile”, ha detto Driscoll. Quanto ai bizzarri animali dell’Ediacarano, essi erano tutti scomparsi nel successivo periodo Cambriano, quando la diversità della vita esplose e i rami dell’albero della vita oggi familiare si formarono in un tempo relativamente breve.
