Dos supernovas cercanas que explotaron hace unos 2.5 y ocho millones de años podrían haber resultado en un agotamiento escalonado de la capa de ozono de la Tierra, conduciendo a una variedad de repercusiones para la vida en la Tierra.

En particular, Hace dos millones y medio de años, la Tierra estaba cambiando drásticamente. El Plioceno, que fue una época cálida y templada, estaba terminando y el Pleistoceno, una era de glaciaciones repetidas conocida como la Edad del Hielo, estaba comenzando. Las variaciones naturales en la órbita de la Tierra y la oscilación probablemente explicaron el cambio en el clima, pero el evento simultáneo de una supernova podría proporcionar información sobre la diversificación de la vida durante esta época.

Se cree que esta supernova ocurrió entre 163 y 326 años luz de distancia (50-100 parsecs) de la Tierra. Para tener perspectiva nuestro vecino estelar más cercano, Proxima Centauri, está a 4,2 años luz de distancia.

Consecuencias para la Tierra

Las supernovas pueden esterilizar cualquier planeta cercano habitado que se encuentre en el camino de su dañina radiación ionizante. ¿Podrían las supernovas cercanas causar estragos en la biología existente de nuestro planeta? Un investigador quería averiguarlo. Dr. Brian Thomas, astrofísico de la Universidad de Washburn en Kansas, ESTADOS UNIDOS, modeló los impactos biológicos en la superficie de la Tierra, basado en evidencia geológica de supernovas cercanas hace 2.5 millones y 8 millones de años. En su último artículo, Thomas investigó los rayos cósmicos de las supernovas a medida que se propagaban a través de nuestra atmósfera hacia la superficie, para comprender su efecto sobre los organismos vivos.

Al observar el registro fósil durante el límite del Plioceno-Pleistoceno (hace 2,5 millones de años), Vemos un cambio dramático en el registro fósil y en la cobertura terrestre a nivel mundial. Thomas le dice a la revista Astrobiology que "hubo cambios, especialmente en África, que pasó de ser más boscoso a tener más pastizales ". Durante este tiempo, el registro geológico muestra una concentración global elevada de hierro-60 (60Fe), que es un isótopo radiactivo producido durante una supernova.

"Estamos interesados ​​en cómo las estrellas en explosión afectan la vida en la Tierra, y resulta que hace unos millones de años hubo cambios en las cosas que vivían en ese momento, "dice Thomas." Podría haber estado relacionado con esta supernova ".

Por ejemplo, hubo un cambio en la abundancia de especies durante el límite Plioceno-Pleistoceno. Aunque no ocurrieron grandes extinciones masivas, hubo una mayor tasa de extinción en general, más especiación y cambio de vegetación.

No tan mortal

¿Cómo afectaría una supernova cercana a la vida en la Tierra? Thomas lamenta que las supernovas a menudo se ejemplifican como "la supernova estalla y todo muere", pero ese no es el caso. La respuesta está en la atmósfera. Más allá del protector solar, la capa de ozono protege toda la biología de los daños, Alterar genéticamente la radiación ultravioleta (UV). Thomas usó modelos climáticos globales, modelos recientes de química atmosférica y transferencia radiativa (la propagación de la radiación a través de las capas de la atmósfera) para comprender mejor cómo el flujo de rayos cósmicos de las supernovas alteraría la atmósfera de la Tierra, específicamente la capa de ozono.

Una cosa a tener en cuenta es que los rayos cósmicos de las supernovas no destruirían todo a su paso de una vez. El medio intergaláctico actúa como una especie de tamiz, ralentizar la llegada de los rayos cósmicos y la "lluvia de hierro radiactivo" (60Fe) durante cientos de miles de años, Revista de astrobiología Thomastells. Las partículas de mayor energía llegarán primero a la Tierra e interactuarán con nuestra atmósfera de manera diferente a las partículas de menor energía que llegarán más tarde. El estudio de Thomas modeló el agotamiento en ozono 100, 300, y 1, 000 años después de que las partículas iniciales de una supernova comenzaran a penetrar en nuestra atmósfera. Curiosamente, el agotamiento alcanzó su punto máximo (aproximadamente el 26 por ciento) para el caso de 300 años, superando el caso de los 100 años.

Los rayos cósmicos de alta energía en el caso de 100 años atravesarían la estratosfera y depositarían su energía debajo de la capa de ozono. agotarlo menos, mientras que los rayos cósmicos menos energéticos que llegan durante el intervalo de 300 años depositarían más energía en la estratosfera, agota el ozono de manera significativa.

Una disminución del ozono podría ser una preocupación para la vida en la superficie. "Este trabajo es un paso importante hacia la comprensión del impacto de las supernovas cercanas en nuestra biosfera, "dice el Dr. Dimitra Atri, un físico computacional en el Blue Marble Space Institute of Science en Seattle, ESTADOS UNIDOS.

Efectos mixtos

Thomas examinó varios posibles efectos biológicamente dañinos (eritema, cáncer de piel, cataratas inhibición de la fotosíntesis del fitoplancton marino y daños a las plantas) en diferentes latitudes como resultado del aumento de la radiación ultravioleta resultante de una capa de ozono empobrecida. Mostraron un mayor daño en todos los ámbitos, generalmente aumentando con la latitud, lo cual tiene sentido dados los cambios que vemos en el registro fósil. Sin embargo, los efectos no son igualmente perjudiciales para todos los organismos. Plancton, los principales productores de oxígeno, parecía estar mínimamente afectado. Los resultados también sugirieron un pequeño aumento en el riesgo de quemaduras solares y cáncer de piel entre los seres humanos.

Entonces, ¿Las supernovas cercanas resultan en extinciones masivas? Eso depende, dice Thomas. "Hay un cambio más sutil; en lugar de 'borrar todo', algunos [organismos] están mejor y otros peor ". Por ejemplo, algunas plantas mostraron un aumento en el rendimiento, como la soja y el trigo, mientras que otras plantas mostraron una productividad reducida. "Encaja, "Thomas dice, refiriéndose al cambio de especies en el registro fósil.

En el futuro, Thomas espera ampliar este trabajo y examinar los posibles vínculos entre la evolución humana y las supernovas.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de la revista Astrobiology Magazine de la NASA. Explore la Tierra y más allá en www.astrobio.net.