Duas supernovas próximas que explodiram há cerca de 2,5 e 8 milhões de anos podem ter resultado em uma redução escalonada da camada de ozônio da Terra, levando a uma variedade de repercussões para a vida na Terra.

Em particular, dois milhões e meio de anos atrás, a Terra estava mudando dramaticamente. O Plioceno, que foi uma época quente e agradável, estava terminando e o Pleistoceno, uma era de glaciação repetida conhecida como Idade do Gelo, estava começando. Variações naturais na órbita da Terra e oscilação provavelmente foram responsáveis ​​pela mudança no clima, mas o evento simultâneo de uma supernova poderia fornecer uma visão sobre a diversificação da vida durante essa época.

Pensa-se que esta supernova ocorreu entre 163 e 326 anos-luz de distância (50–100 parsecs) da Terra. Para perspectiva, nosso vizinho estelar mais próximo, Proxima Centauri, está a 4,2 anos-luz de distância.

Conseqüências para a Terra

As supernovas podem esterilizar quaisquer planetas habitados próximos que estejam no caminho de sua radiação ionizante prejudicial. Poderiam as supernovas próximas causar estragos na biologia existente em nosso planeta? Um pesquisador queria descobrir. Dr. Brian Thomas, um astrofísico da Washburn University no Kansas, EUA, modelou os impactos biológicos na superfície da Terra, com base em evidências geológicas de supernovas próximas há 2,5 milhões e 8 milhões de anos. Em seu último artigo, Thomas investigou os raios cósmicos das supernovas à medida que se propagavam através da nossa atmosfera para a superfície, para entender seu efeito sobre os organismos vivos.

Olhando para o registro fóssil durante a fronteira Plioceno-Pleistoceno (2,5 milhões de anos atrás), vemos uma mudança dramática no registro fóssil e na cobertura da terra em todo o mundo. Thomas diz ao Astrobiology Magazinet que "houve mudanças, especialmente na África, que passou de mais floresta para mais pastagem. "Durante esse tempo, o registro geológico mostra uma elevada concentração global de ferro-60 (60Fe), que é um isótopo radioativo produzido durante uma supernova.

"Estamos interessados ​​em como as estrelas em explosão afetam a vida na Terra, e descobri que há alguns milhões de anos, houve mudanças nas coisas que viviam na época, "diz Thomas." Pode ter sido conectado a esta supernova.

Por exemplo, houve uma mudança na abundância de espécies durante a fronteira Plioceno-Pleistoceno. Embora nenhuma grande extinção em massa tenha acontecido, houve uma maior taxa de extinção em geral, mais especiação e uma mudança na vegetação.

Não tão mortal

Como uma supernova próxima afetaria a vida na Terra? Thomas lamenta que as supernovas sejam frequentemente exemplificadas como "a supernova dispara e tudo morre", mas não é bem esse o caso. A resposta está na atmosfera. Além do protetor solar, a camada de ozônio protege toda a biologia contra danos, radiação ultravioleta (UV) que altera geneticamente. Thomas usou modelos climáticos globais, modelos recentes de química atmosférica e transferência radiativa (a propagação da radiação através das camadas da atmosfera) para entender melhor como o fluxo de raios cósmicos das supernovas alteraria a atmosfera da Terra, especificamente a camada de ozônio.

Uma coisa a notar é que os raios cósmicos das supernovas não explodiriam tudo em seus caminhos de uma vez. O meio intergaláctico atua como uma espécie de peneira, retardando a chegada de raios cósmicos e "chuva de ferro radioativo" (60Fe) ao longo de centenas de milhares de anos, Revista de Astrobiologia Thomastells. Partículas de energia mais alta chegarão primeiro à Terra e interagirão com nossa atmosfera de maneira diferente do que as partículas de energia mais baixa que chegam depois. O estudo de Thomas modelou a redução do ozônio 100, 300, e 1, 000 anos após as partículas iniciais de um supernovabegan penetrarem em nossa atmosfera. Interessantemente, esgotamento atingiu o pico (em cerca de 26 por cento) para o caso de 300 anos, vencendo o caso de 100 anos.

Os raios cósmicos de alta energia no caso de 100 anos iriam passar direto pela estratosfera e depositar sua energia abaixo da camada de ozônio, esgotando-o menos, enquanto os raios cósmicos menos energéticos que chegam durante o intervalo de 300 anos depositariam mais energia na estratosfera, esgotando o ozônio significativamente.

Uma diminuição do ozônio pode ser uma preocupação para a vida na superfície. "Este trabalho é um passo importante para a compreensão do impacto das supernovas próximas em nossa biosfera, "diz o Dr. Dimitra Atri, um físico computacional no Blue Marble Space Institute of Science em Seattle, EUA.

Efeitos mistos

Thomas examinou vários possíveis efeitos biologicamente prejudiciais (eritema, câncer de pele, catarata, inibição da fotossíntese do fitoplâncton marinho e danos às plantas) em diferentes latitudes como resultado do aumento da radiação UV resultante de uma camada de ozônio empobrecida. Eles mostraram danos elevados em toda a linha, geralmente aumentando com a latitude, o que faz sentido, dadas as mudanças que vemos no registro fóssil. Contudo, os efeitos não são igualmente prejudiciais para todos os organismos. Plâncton, os principais produtores de oxigênio, parecia ser minimamente afetado. Os resultados também sugeriram um pequeno aumento no risco de queimaduras solares e câncer de pele entre os humanos.

Então, as supernovas próximas resultam em extinções em massa? Depende, diz Thomas. "Há uma mudança mais sutil; em vez de uma 'eliminação de tudo', alguns [organismos] estão em melhor situação e alguns em pior situação. "Por exemplo, algumas plantas apresentaram aumento na produção, como soja e trigo, enquanto outras plantas apresentaram produtividade reduzida. "Cabe, "Thomas afirma, referindo-se à mudança de espécie no registro fóssil.

No futuro, Thomas espera expandir este trabalho e examinar possíveis ligações entre a evolução humana e as supernovas.

Esta história foi republicada como cortesia da Revista Astrobiologia da NASA. Explore a Terra e muito mais em www.astrobio.net.