Surmakiired kosmosest: kas inimkonnal on lootust?
Mõningaid massilisi väljasuremisi, mille kohta tõendid on talletunud fossiilides, saab seostada asteroiditabamuse või vulkaanilise tegevuse hoogustumisega, kuid paljud selliste ürgsete suremislainete põhjused on seni vaidluse all, vahendab portaal Space.com.
“Välistatud pole selliste astronoomiliste sündmuste toimumine meie lähistel, mis on Maad tabava kiirguse kogust drastiliselt suurendanud,” ütleb Illinois’ ülikooli teadur Brian Fields.
30 valgusaasta kaugusel plahvatav supernoova võib meie planeedi kiirgustaset nii hüppeliselt tõsta, et selle otsese või kaudse tagajärjena sureb välja suur hulk liike. Hetkel otsivad uurijad võimalikke tõendeid selliste kosmiliste alatuste asetleidmisest.
“Ainuüksi koolnud mutukate leidmine ei ole tõend lähedal plahvatanud supernoovast,” rõhutab Fields.
Rängad vihmad tulekul
Kosmilised kiired koosnevad suuremas osas suure energiaga prootonitest, mis pärinevad supernoovade lööklainetest. Me ei saa täpselt öelda, kust kosmiline kiir tuli, sest selle trajektoori moonutavad magnetväljad. Tüüpiline kosmiline kiir põrkab galaktika magnetvälja sees tihti miljoneid aastaid ringi, enne kui viimaks millegagi, näiteks Maaga, kokku põrkab.
“Maa atmosfääri ülemise kihi iga ruutsentimeetrit tabab sekundis mitu kosmilist kiirt,” kinnitab Fields. “See toimub järelejätmatult, igavesti.”
Ükski neist “esmastest” kosmosekiirtest ei jõua iial maapinnale. Selle asemel põrkavad need ülemistes atmosfäärikihtides kokku aatomitega ning tekitavad madalama energiaga “teiseste” osakeste sadusid.
Sekundaarsed mõjud
Merepinna lähedal on enamik kosmiliste kiirte teisestest saadustest üliläbistavad müüonid. Iga minuti vältel kihutab meie kehast läbi umbes 10 000 müüonit. Mõned neist ioniseerivad meie ihu läbides molekule, mis omakorda võivad viia juhuslike geenimutatsioonideni, mis võivad olla kahjulikud.
Praegu saab keskmine inimene aastas kosmilist kiirgust umbes sama palju kui kümne kopsuröntgeni seansiga. See ei peaks meile muret tegema, sest on vaid osa looduslikust taustkiirgusest, mis on meid ja meie esivanemaid juba loendamatuid ajastuid kiiritanud. Kosmiliste kiirte poolt tekitatud mutatsioonid võivad mõnikord isegi kasulikud olla.
“On selge, et kosmilised kiired on mingil moel Maa organismide evolutsiooni mõjutanud,” kinnitab Poola Szczecini ülikooli teadur Franco Ferrari.
Ajakirja Astrobiology hiljutises numbris vaatas Ferrari koos kolleeg Ewa Szuszkiewicziga läbi meie senised teadmised kosmilise kiirguse kohta. Nad väidavad, et nonde osakeste praegune bioloogiline roll ei pruugi tingimata adekvaatselt iseloomustada minevikku.
“On äärmiselt tõenäoline, et muistse Maa organismidel oli ebastabiilne DNA, mis võis väliste tegurite mõjul hõlpsasti muteeruda — võib-olla suuremalgi määral kui tänapäeva bakterite DNA,” kirjutavad autorid.
Kosmosekiirgustorm
Muiste ei pruukinud mitte ainult bioloogia olla mutatsioonide osas vastuvõtlikum, vaid ka kosmosekiired ise võisid minevikus ägedamad olla ning mõjutada nii Maa atmosfääri kui elusolendeid allpool.
Üks vastuoluline teooria pakub välja, et kosmosekiirgus võib hoogustada pilvede teket. Pilvisem taevas paiskab rohke päiksevalgust tagasi kosmosesse, jahutades planeeti ja muutes mastaapselt ökosüsteeme. Teine kõrgema kosmilise kiirguse alane teooria visandab hoopis vastupidise pildi — Maad kaitsva osoonikihi kulumine oleks tähendanud suurema hulga Päikese ultraviolettkiirguse jõudmist planeedile. UV-kiirguse kasv oleks elutingimused väga vaenulikuks muutnud.
Osoonikihi hõrenemise põhjuseks võis olla lähedal toimunud gammakiirguspurse. Kiirgussähvatus ei saanud siiski kesta kauem kui hetke, ning osoon oleks mõne aastaga taastunud. Lähedal plahvatanud supernoova kosmosekiired pommitanuksid Maad aga vähemalt tuhat aastat järjest, väidab Fields.
“Gammakiirguspurske on elusolend võimeline urus kükitades üle elama, kuid kosmilised kiired mõjutavad mitut põlvkonda,” ütleb ta.
Napilt mööda
Üks võimalus selgitada, kas väljasuremispuhangu tingisid kosmilised kiired, on otsida radioaktiivseid isotoope, mis oleks moodustunud lähedases supernoovas ning sellest tekkinud lööklaine poolt meie planeedile “puhutud”.
1999. aastal tuvastas rühm Müncheni tehnikaülikooli uurijaid sügavalt ookeani põhjast võetud kivimiproovis isotoopi raud-60. See äärmiselt haruldane rauaisotoop sünnib just supernoovade kosmilises ääsitules. Lisaks on see radioaktiivselt ebastabiilne. Raud-60 poolestusaeg on 1,5 miljonit aastat, nii et see pidi pärinema suhteliselt värskest supernoovast.
Raud-60 asukoha ja kontsentratsiooni põhjal arvutasid saksa teadlased hiljem välja, et arvatav supernoova plahvatas 2,8 miljonit aastat tagasi umbes 100 valgusaasta kaugusel. Fields usub, et see kaugus on väljasuremiste laine põhjustamiseks liiga suur. “Ma ütleksin, et läks napilt mööda,” märgib ta.
Selle supernoova kosmilised kiired võisid mingil määral mõjutada kliimat, kuid selleks, et põhjustada tõsiseid bioloogilisi kahjustusi, peaks supernoova plahvatama Maast mitte rohkem kui 30 valgusaasta kaugusel.
Rulett kosmiliste kiirtega
Ehkki galaktika mastaabis on 30 valgusaastat väike vahemaa, peab Fields võimalikuks, et Maa on meie 4,5 miljardi aastase ajaloo vältel kuni tosin korda mõne supernoova “tõurastamisraadiusse” jäänud.
Lähedal asuv supernoova pole aga ainus viis kosmiliste kiirte intensiivsuse suurendamiseks. Sedamööda, kuidas meie Päike tiirleb ümber galaktika keskkoha, läbib see regulaarselt üht galaktika spiraalharudest, kus kosmiline kiirgus on keskmisest tugevam, väidab Ferrari. Mõned uurijad oletavad, et galaktika spiraalharu iga läbimine käivitab Maa peal kosmiliste kiirte sünnitatud pilvede tõttu uue jääaja.
Samas vaimus avastasid Kansase ülikooli astronoomiaprofessor Adrian Melott ja kolleegid võimaliku seose rütmi, millega meie Päike galaktika tasapinna suhtes üles-alla-pendeldab, ja kivististe bioloogilise mitmekesisuse 63 miljoni aastase tsükli vahel.
Melott usub nüüdseks, et selline pendeldamine võis mängida üksnes väikest rolli, sest viimased asitõendid osutavad korrelatsioonile kontinentide pinnaletungimise ja täheldatud bioloogilise mitmekesisuse tsükli vahel.
Kahtlemata on kosmiliste kiirte seostamiseks väljasuremislainetega vaja teha veel palju tööd. Melott ütleb, et teiste lähedal asuvatest supernoovadest aimu andvate radioaktiivsete isotoopide otsingud jätkuvad ning et tema rühm arendab välja kosmilise kiirguse voo simulatsioone, et näha, kas bioloogilises hävingus on üldse mingisugust tuvastatavat mustrit.
“Mitte keegi pole välja arvutanud, milline on täielik mõju maapinnal,” ütleb ta.
