Ученые поняли, почему солнечный щит может оказаться главной причиной изменений климата, чтобы не происходило на Земле.
Традиционная история ледниковых периодов Земли фокусируется на колебаниях орбиты, вулканической активности и содержании углекислого газа в атмосфере. Однако она часто упускает из виду Солнце, которое может влияет на климат значительно активнее, чем считалось.
Новое исследование центра SHIELD НАСА, опубликованное в ежегодном вестнике астрономии и астрофизики Annual Review of Astronomy and Astrophysics, доказывает, что Солнце по меньшей мере трижды за последние несколько миллионов лет сталкивалось с ледяными пространствами газа и пыли. Каждый раз массивные межзвездные холодные облака давили на Солнечную систему и сокращали действие защитное щита Солнца.
Эти воздействия происходили приблизительно 2–3 миллиона лет назад, 6–7 миллионов лет назад и 13–14 миллионов лет назад. И в тот момент они значительно изменили атмосферу Земли.
Подобно тому, как наша планета окружена атмосферой, вся наша солнечная система заключена внутри своего рода атмосферы, созданной Солнцем. Это защитный пузырь, известный как гелиосфера. Он образуется благодаря непрерывным солнечным ветрам из заряженных частиц, исходящих от Солнца во всех направлениях.
Гелиосфера действует как щит, защищающий планеты от межзвездного излучения. В обычных условиях внешняя граница гелиосферы, где начинается межзвездная среда, находится на расстоянии 11 миллиардов км, далеко за орбитами внешних планет. Но Солнце не стоит на месте. Оно движется по галактике с огромной скоростью, унося с собой планеты, астероиды, кометы и другие тела Солнечной системы.
Когда Солнечная система проходит через определенные плотные скопления холодного водородного газа, внешнее давление может сжимать гелиосферу внутрь. Используя современные методы моделирования, исследователи показали, что во время одного из таких прохождений гелиосфера уменьшилась до масштаба 0,22 астрономических единиц, что меньше орбиты Земли вокруг Солнца. Это привело бы к прямому контакту Земли с плотной межзвездной средой.
Утверждение не является чисто теоретическим. Результаты моделирования совпадают с геологическими данными: элементы, преобладающие в межзвездной пыли, обнаруживаются в образцах кернов глубоководных осадочных пород, антарктическом снегу и лунных образцах в указанные периоды времени.
Смоделированные условия показывают, что Земля контактировала с нейтральными атомами водорода с плотностью более 3000 частиц на кубический сантиметр. Такой сценарий согласуется с геологическими данными, полученными на основе изотопов железа-60 и плутония-244. Оба изотопа являются радиоактивными и не могут быть природными для Земли. Любые из них, образовавшиеся на нашей планете четыре миллиарда лет назад, давно распались. Их присутствие в древних отложениях указывает на недавнее поступление из космоса.
Эти события могут объяснить древние климатические закономерности на Земле. В ходе моделирования было показано, что когда атмосфера Земли подвергалась воздействию холодного, плотного галактического водородного облака, это увеличивало содержание водяного пара и изменяло динамику верхних слоев атмосферы, в конечном итоге меняя условия на поверхности.
Большое количество нейтрального водорода, образовавшееся в результате столкновения с холодными облаками, изменило бы химический состав атмосферы Земли. Некоторые утверждают, что такая высокая плотность истощила бы озоновый слой в средней атмосфере и в конечном итоге охладила бы Землю.
Исследователи считают, что Земля находилась за пределами гелиосферы в течение 10 000 лет. Этого достаточно, чтобы оказать влияние на климат.
Полученные результаты осложняют некоторые популярные представления. Причины ледниковых периодов обсуждаются уже много лет. Ученые рассматривали вулканические извержения, различные уровни углекислого газа в атмосфере, наклон оси Земли и изменчивую тектонику плит. Примечательно, что в большинстве политических дискуссий отсутствует вопрос о галактической траектории Солнца – факторе, на который человек абсолютно не в состоянии повлиять.
Путешествия нашей гелиосферы через более холодные регионы галактики могут быть ключевым фактором, определяющим некоторые из древних изменений климата Земли, включая возможные ледниковые периоды. Это показывает, что климатическая система Земли функционирует под воздействием сил, которые затмевают все, что есть в промышленном арсенале. Космическое излучение, изменчивость солнечной активности и положение Солнца в галактике – это факторы, которые климатические модели часто игнорируют.
Напомним, что астрономы заявляют, что обнаружили следы мощных ветров, способных уничтожить целые галактики. Они могут объяснить, почему ранняя Вселенная усеяна "мертвыми" мирами, хотя они должны были бы расти и вступать в период расцвета.