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| Ilustración de la Vía Láctea vista desde la Tierra, donde la supernova acelera los rayos cósmicos hasta alcanzar altas energías. Algunas de estas partículas de rayos cósmicos entran en la atmósfera terrestre, donde producen estructuras de lluvia de partículas secundarias. Un resultado sorprendente es que los cambios en los rayos cósmicos a lo largo de la historia de la Tierra han influido en la vida terrestre. Crédito: H. Svensmark/DTU Space |
Se ha descubierto una notable relación entre el número de estrellas cercanas que explotan, llamadas supernovas, y la vida en la Tierra.
Las pruebas demuestran una estrecha relación entre la fracción de materia orgánica enterrada en los sedimentos y los cambios en la aparición de supernovas. Esta correlación es evidente durante los últimos 3.500 millones de años y, con más detalle, durante los 500 millones de años anteriores.
La correlación indica que las supernovas han establecido las condiciones esenciales en las que tuvo que existir la vida en la Tierra. Así se concluye en un nuevo artículo de investigación publicado en la revista científica Geophysical Research Letters por el investigador principal, el Dr. Henrik Svensmark, de la DTU Space.
Según el artículo, una explicación del vínculo observado entre las supernovas y la vida es que las supernovas influyen en el clima de la Tierra. Un elevado número de supernovas da lugar a un clima frío con una importante diferencia de temperatura entre el ecuador y las regiones polares. Esto da lugar a fuertes vientos y a la mezcla de los océanos, vital para el suministro de nutrientes a los sistemas biológicos. La alta concentración de nutrientes conduce a una mayor bioproductividad y a un mayor enterramiento de la materia orgánica en los sedimentos. Un clima cálido tiene vientos más débiles y una menor mezcla de los océanos, un menor suministro de nutrientes, una menor bioproductividad y un menor enterramiento de la materia orgánica.
"Una consecuencia fascinante es que el traslado de la materia orgánica a los sedimentos es indirectamente la fuente de oxígeno. La fotosíntesis produce oxígeno y azúcar a partir de la luz, el agua y el CO₂. Sin embargo, si la materia orgánica no se traslada a los sedimentos, el oxígeno y la materia orgánica se convierten en CO₂ y agua. El enterramiento de la materia orgánica impide esta reacción inversa. Por lo tanto, las supernovas controlan indirectamente la producción de oxígeno, y el oxígeno es la base de toda la vida compleja", afirma el autor Henrik Svensmark.
En el trabajo, una medida de la concentración de nutrientes en el océano durante los últimos 500 millones de años se correlaciona razonablemente con las variaciones en la frecuencia de las supernovas. La concentración de nutrientes en los océanos se determina midiendo los oligoelementos en la pirita (FeS2, también llamada oro de los tontos) incrustada en el esquisto negro, que se sedimenta en el lecho marino. La estimación de la fracción de materia orgánica en los sedimentos es posible mediante la medición del carbono-13 en relación con el carbono-12. Dado que la vida prefiere el átomo más ligero de carbono-12, la cantidad de biomasa en los océanos del mundo cambia la proporción entre el carbono-12 y el carbono-13 que se mide en los sedimentos marinos.
"Las nuevas pruebas apuntan a una extraordinaria interconexión entre la vida en la Tierra y las supernovas, mediada por el efecto de los rayos cósmicos en las nubes y el clima", afirma Henrik Svensmark.
Estudios anteriores de Svensmark y sus colegas han demostrado que los iones contribuyen a la formación y el crecimiento de los aerosoles, influyendo así en la fracción de nubes. Dado que las nubes pueden regular la energía solar que llega a la superficie de la Tierra, el vínculo entre los rayos cósmicos y las nubes es importante para el clima. Las pruebas empíricas demuestran que el clima de la Tierra cambia cuando varía la intensidad de los rayos cósmicos. La frecuencia de las supernovas puede variar varios cientos de veces en escalas de tiempo geológicas, y los cambios climáticos resultantes son considerables.
"Cuando las estrellas pesadas explotan, producen rayos cósmicos formados por partículas elementales con enormes energías. Los rayos cósmicos viajan hasta nuestro sistema solar, y algunos terminan su viaje chocando con la atmósfera de la Tierra. Aquí, son responsables de la ionización de la atmósfera", afirma.
Fuentes, créditos y referencias:
“Supernova Rates and Burial of Organic Matter” by Henrik Svensmark, 5 January 2022, Geophysical Research Letters.
DOI: 10.1029/2021GL096376