Mohly by být nedávné supernovy zodpovědné za masová vymírání?  
Když někde poblíž exploduje supernova, jak to zasáhne život na Zemi? Hlavní obětí bude naše ozonová vrstva, kterou proděravějí částice kosmického záření exploze. A bez ozonové vrstvy je povrch planety vydaný napospas ultrafialovému záření.
Jak by Zemi ovlivnila blízká supernova? Kredit: David Aguilar (CfA).
Jak by Zemi ovlivnila blízká supernova? Kredit: David Aguilar (CfA).

Podle dostupných údajů před 8 a 2,5 miliony let explodovaly relativně blízko Sluneční soustavy supernovy. Mohlo se to nějak zásadně projevit na Zemi? Obzvláště před 2,5 miliony let, tedy na konci pliocénu a celých třetihor, docházelo ke změnám celé planety. V pliocénu to bylo jako pod horkou sprchou. Na konci pliocénu se už ale prohlubují doposud nenápadné výkyvy klimatu a rozjíždí se cyklus ledových dob.

 

Brian Thomas. Kredit: Washburn University.
Brian Thomas. Kredit: Washburn University.

Supernova, která se odpálila na konci pliocénu, byla od Sluneční soustavy vzdálená asi 160 až 330 světelných let. Mohla mít taková exploze zásadní vliv na život Země? Tuhle otázku si položil astrofyzik Brian Thomas z Washburn University v Kansasu. Přihlédl k dostupným geologickým důkazům explozí zmíněných supernov před 8 a 2,5 miliony let, a namodeloval si jejich účinky na zemský povrch. Soustředil se hlavně na kosmické záření, která taková supernova mohla vyslat, a na to, jak by proniklo atmosférou a ovlivnilo život na Zemi.


Ve fosilním záznamu z konce pliocénu jsou vidět změny v druhovém složení, početnosti jednotlivých druhů i v celkovém vzhledu ekosystémů. Hlavně v Africe ubývaly lesy a šířily se savany. V geologickém záznamy je patrná zvýšená koncentrace železa-60, radioaktivního izotopu, který vzniká během supernovy. Také je znát vyšší rychlosti vymírání a zároveň vyšší rychlost vzniku nových druhů.

 

Jedna z nejmladších supernov v Mléčné dráze explodovala před 300 lety v bezpečné vzdálenosti 11 tisíc světelných let. Kredit: NASA/JPL-Caltech/O. Krause (Steward Observatory).
Jedna z nejmladších supernov v Mléčné dráze explodovala před 300 lety v bezpečné vzdálenosti 11 tisíc světelných let. Kredit: NASA/JPL-Caltech/O. Krause (Steward Observatory).

Thomas tvrdí, že lidé mají o efektu supernovy většinou dost zjednodušené představy, že se supernova odpálí a všechno kolem zahyne. To je ale ve skutečnosti přehnané. Jde hlavně o ozonovou vrstvu, která chrání zemský povrch před tvrdým ultrafialovým zářením. Thomas s pomocí globálních klimatických modelů a modelů fungování chemie a fyziky atmosféry zjišťoval, jak záření supernovy zasáhne atmosféru Země, obzvláště právě ozonovou vrstvu.


Modely ukazují, že kosmické záření ze supernovy nedorazí na Zemi všechno najednou. Vesmírný prostor funguje jako filtr a zpomaluje jak kosmické záření, tak i proud radioaktivního železa-60 a dalších částic. Vysokoenergetické částice dorazí dřív a reagují s atmosférou poněkud jinak, než částice o nižších energiích. Podle Thomase by v případě zásahu explozí supernovy došlo na Zemi k největšímu úbytku ozonu v atmosféře asi 300 let po prvním kontaktu s takovou explozí. Vysokoenergetické částice by prolétly atmosférou a nejvíce energie předaly až pod ozonovou vrstvou. Nízkoenergetické částice z exploze supernovy by ale předaly více energie ve stratosféře a ozonovou vrstvu by zasáhly podstatně více.


Jaké by byly důsledky proděravění ozonové vrstvy supernovou? Zemský povrch by opékalo více UV záření. Hůře by na tom byly vyšší zeměpisné šířky. Poškození organismů UV zářením by se nejspíš podstatně lišilo. Například fotosyntetický plankton v oceánech by byl postižený jen minimálně. Pokud jde o lidi, zřejmě bychom čelili o něco vyššímu riziku spálení kůže a rozvoje rakoviny.


Když se to všechno sečte dohromady, blízká supernova by žádné děsivé masové vymírání nezpůsobila. Ostatně ani ve fosilním záznamu z doby před 8 a 2,5 miliony let to na hromadnou likvidaci moc nevypadá. Některé organismy byly postiženy, jiným by zase následky exploze supernov spíše prospěly. Stručně řečeno, nic extra dramatického. Thomas se teď chystá zkoumat vztah mezi lidskou evolucí a supernovami a bude zjišťovat, jestli nám kosmické exploze naopak nehrály do noty během vývoje našeho druhu. 

Video:  Terrestrial Effects of a Pleistocene Supernova


Literatura
Astrobiology Magazine 18. 5. 2018.

Datum: 19.05.2018
Tisk článku

Související články:

Vyhubila dinosaury supernova?     Autor: Vladimír Socha (08.02.2016)
Lovec exoplanet Kepler pozoroval rázovou vlnu exploze supernovy     Autor: Jaromír Mrázek (25.03.2016)
Před pár miliony let poblíž explodovaly supernovy. Ovlivnily naše předky?     Autor: Stanislav Mihulka (10.06.2016)
Supernova do vzdálenosti 50 světelných let by zmasakrovala život na Zemi     Autor: Stanislav Mihulka (16.05.2017)



Diskuze:

Ozonova vrstva

Martin Jahoda,2018-05-20 10:06:55

Je zajimavé, že ve všech studiích o poškození ozonové vrstvy, počínaje bojem proti freonum a konče výbuchem supernov, se nikde neuvažuje jak ta ozonová vrstva vlastně vzniká.
Pokud mě je známo, tak ozon vzniká ionizací kyslíku. Kyslík se ionizuje zářením, nebo elektricky, pomocívysokého napětí (třeba blesky). Jinak řečeno pokud něco bude ozonovou vrstvu ničit, tak jiné záření bude zase ozon vytvářet. Když bylo šílení kolem freonů a pak se freony přestali používat, tak se poukazuje na to, že měření dokazují, že se ozonová vrstva zlepšuje. (https://www.seznamzpravy.cz/clanek/vedci-potvrzuji-lidstvo-se-polepsilo-a-ozonova-vrstva-se-obnovuje-41400).
Problém je v tom, že v době boje proti freonům se tvrdilo, že freony i při zrušení výroby vydrží v atmosféře stovky let. Takže by se neměla ozonová vrstva obnovovat tak rychle jak se děje. Když se ale podíváme na vývoj aktivity Slunce (http://gnosis9.net/slunce.php) tak zjistíme, že obnova ozonové vrstvy koreluje s poklesem Sluneční aktivity.
Je zajimavé, si uvědomit, že řada vědeckých studií v posledních letech je stavěná na předpokladu nějakého počátečního stavu, který je jakoby neměnný a vůbec se nepočítá s dynamikou obnovy systému. A to se týká kliamtu, populací korálú, úbytku včel a podobně.

Odpovědět


Re: Ozonova vrstva

Josef Hrncirik,2018-05-20 12:03:14

Dynamickou rovnováhou mezi disociací O2 na 2 O*, vznikem O3, disociací O3 na O* a O2; UV zářením a katalytickým štěpením O3 či reaktivních plynů a jejich reakcí s O* nebo s O3 se mění rovnovážná koncentrace těchto plynů pohlcujících UV a ev. ? závažná velikost průniku UV až k ?povrchu.
Protože tvrdé UV je velmi silně absorbováno i samotným O2,
je podivné, že se vrstva O3 nevytvoří snadno jen o něco níže
a ev. se opět nevrátí nahoru poměrně rychle po návratu běžné intenzity UV.

Odpovědět


ALLAHU AKBAR

Josef Hrncirik,2018-05-20 12:05:05

Odpovědět

Gamma proud

Václav Dvořák,2018-05-19 11:17:45

Myslím, že kdyby se jednalo o explozi hypernovy nebo zrod magnetaru s osou namířenou k Zemi, tak by takové vzdálenosti měly mnohem horší dopad...

Odpovědět


Re: Gamma proud

Josef Hrncirik,2018-05-20 11:45:23

Záření, které s hmotou dobře ínteraguje a tudíž ji dobře poškozuje se od (z) hmoty kompaktní tloušťky 0,1 -1 -10 m odpoutává pomalu neboť předáváním energie se do ní zamotá, a vymotává se jen pomalu opakovanými absorbcemi a emisemi, tj. vlastně jen pomalou difúzí.
Tudíž rychlostí světla v první vlně přiletí jen záření z vnější vrstvy ? cca 0,1 m formálního kompaktu.
Rychlost hmotných částic určitě nemůže být u naprosté většiny větší než cca 10**5 m/s, neboť žádný děj nemůže hromadně dodat dostatečnou potřebnou energii.
Hmotné částice nutně kolidující musí mít Maxwellovo rozdělení rychlostí, a doba dopadu se tudíž nutně rozloží minimálně do dvojnásobné doby od příletu prvních
tj. řekněme od cca 600 do 1200 let od záblesku.
Určitě to není Kosmický opalovací filtr, ale jen pomalé odpoutávání se záření od hmoty a interakce (kolize) v oblaku rozlétávajících se částic.
ALLAHU AKBAR.

Odpovědět


Re: Re: Gamma proud

Václav Dvořák,2018-05-24 22:57:10

Magnetar existuje jen 10 tisíc let a během té doby vyzáří většinu energie. Takže by to nebyl žádný krátký gamma záblesk, ale dlouhodobější proud částic (ten by trval dokud by se nezměnila osa objektu nebo se Země neposunula při oběhu kolem Slunce mimo). Nějaké to Maxwellovo rozložení nebo co, to by se mohlo týkat oceánů a podzemí. Prý "opalovací filtr" :D

Odpovědět


Re: Re: Re: Gamma proud

Josef Hrncirik,2018-05-25 21:53:48

Re: Strašlivý strašák
Osel Josef Hrncirik, 2017-05-21 21:58:37
Podle NSA (Comic explosion...) nejsilnější exploze ve Vesmíru magnetar SGR 1806-20
uvolnil během cca 0,1 s výkon 10**40 W X RAY a pak už nic.
Na Zem tedy přišlo cca 0,3 mJ/m2 ze vzdálenosti 50 kly. Zkontrolováno opět 25.V. AD 2018.
Pokud by to bylo jen 50 ly, energie by byla 1 000 000 ničivější, celých 333 J/m2.
To by ničilo asi jako cca 0,3 s poledního slunce navíc.
1 mm vody by to ohřálo o cca necelou 0,1 °C či 2,5 cm vzduchu o 1°C.
Ostatní dopady by se protáhly na desetiletí a měly by cca miliontinu výkonu.

Za 0,1 s by vyzáření 10**40W na povrchu Slunce hustoty 1 kg/l
při účinnosti 1% přeměny m na E spálilo vrstvu cca 353 m.
Lineárně uhořívajíc by to žižlalo max. 0,04 roku a pak by přišlo velké zatmění a doba ledová.
Magnetar asi nemá 10x větší hmotu, ani účinnost.
Nejspíš se na jeho povrchu jen propadla jeho velmi tenká krusta
tloušťky cca 350 m/hustota**1/3 ev. 350 m x d magnetar/D Slunce = 350x20/10**9 = 7 um a pak už by nezlobil.

Odpovědět


Metoda kompenzace hrubých chyb zanedbáním jednotek tetokrát přinesla správné výsledky až na 2. pokus. s; na magneteru se reorganizuje krusta až 7 mm; žižlání 10**40 W by mohlo trvat max. 140 hodin. Sluneční skvrny ovlivňují prioritu operací v kalkulačce.

Josef Hrncirik,2018-05-26 09:33:46

Odpovědět


Re: Gamma proud

Peter Soják,2018-05-30 17:30:37

Mám len jednoduchú zvedavú otázku. Jednalo sa už niekedy (v našom registrovaní času) o explóziu hypernovy?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace