Uma história de violência: ferro encontrado em fósseis sugere papel de supernova na morte em massa

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O espaço exterior nos toca de muitas maneiras. Meteoros de antigas colisões de asteróides e poeira lascada de cometas atingem a nossa atmosfera todos os dias, a maior parte invisível. Os raios cósmicos ionizam os átomos em nosso ar superior, enquanto o vento solar encontra maneiras engenhosas de invadir a magnetosfera planetária e incendiar o céu com aurora. Não podemos nem sair em um dia ensolarado de verão sem se preocupar com a luz ultravioleta do sol queimando a pele.

Portanto, talvez você não se surpreenda que, ao longo da história da Terra, nosso planeta também tenha sido afetado por um dos eventos mais cataclísmicos que o universo oferece: a explosão de uma estrela supergigante em um Supernova tipo II evento. Após o colapso do núcleo da estrela, a onda de choque de saída explode a estrela em pedaços, liberando e criando uma série de elementos. Um deles é o ferro-60. Enquanto a maior parte do ferro no universo é ferro-56, um átomo estável composto por 26 prótons e 30 nêutrons, o ferro-60 possui quatro nêutrons adicionais que o tornam um isótopo radioativo instável.

Se uma supernova ocorrer suficientemente perto do nosso Sistema Solar, é possível que alguns dos ejetos cheguem até a Terra. Como podemos detectar esses fragmentos estelares? Uma maneira seria procurar traços de isótopos únicos que só poderiam ter sido produzidos pela explosão. Uma equipe de cientistas alemães fez exatamente isso. Em um papel publicado no início deste mês no Proceedings da Academia Nacional de Ciências, eles relatam a detecção de ferro-60 em biologicamente nanocristais de magnetita produzidos em dois núcleos de sedimentos perfurados no Oceano Pacífico.

A magnetita é um mineral rico em ferro naturalmente atraído por um ímã, assim como uma agulha de bússola responde ao campo magnético da Terra.Bactérias magnetotáticas, um grupo de bactérias que se orientam ao longo das linhas de campo magnético da Terra, contém estruturas especializadas chamadas magnetossomas, onde armazenam pequenos cristais magnéticos - principalmente como magnetita (ou greigita, um sulfeto de ferro) em cadeias longas. Acredita-se que a natureza tenha se dedicado a todo esse problema para ajudar as criaturas a encontrar água com a concentração ideal de oxigênio para sua sobrevivência e reprodução. Mesmo depois de mortas, as bactérias continuam a se alinhar como agulhas microscópicas de bússola enquanto se instalam no fundo do oceano.

Depois que as bactérias morrem, elas se decompõem e se dissolvem, mas os cristais são resistentes o suficiente para serem preservados como cadeias de magnetofósseis que se assemelham a guirlandas de contas na árvore de Natal da família. Usando um espectrômetro de massa, que provoca uma molécula de outra com precisão matadora, a equipe detectou átomos de ferro "vivos" 60 nas cadeias fossilizadas de cristais de magnetita produzidos pelas bactérias. Significado ao vivo ainda fresco. Como a meia-vida do ferro-60 é de apenas 2,6 milhões de anos, qualquer ferro-60 primordial que semeou a Terra em sua formação há muito desapareceu. Se você for procurar agora e encontrar o ferro-60, provavelmente está olhando para uma supernova como a arma de fumaça.

Os co-autores Peter Ludwig e Shawn Bishop, juntamente com a equipe, descobriram que o material da supernova chegou à Terra há cerca de 2,7 milhões de anos atrás, próximo ao limite do Épocas de pleistoceno e plioceno e choveu durante 800.000 anos antes de terminar cerca de 1,7 milhão de anos atrás. Se alguma vez uma chuva forte caiu.

O pico de concentração ocorreu cerca de 2,2 milhões de anos atrás, ao mesmo tempo em que nossos primeiros ancestrais humanos, Homo habilis, estavam lascando ferramentas da pedra. Eles testemunharam o aparecimento de uma "nova estrela" espetacularmente brilhante no céu noturno? Supondo que a supernova não foi obscurecida pelo pó cósmico, a visão deve ter trazido nossas relações bípedes de joelhos.

Existe até a possibilidade de um aumento na raios cósmicos do evento afetou nossa atmosfera e clima e possivelmente levou a um pequeno declínio na época. O clima da África secou e repetidos ciclos de glaciação se tornaram comuns à medida que as temperaturas globais continuavam sua tendência de resfriamento do Plioceno ao Pleistoceno.

Os raios cósmicos, que são extremamente rápidos, prótons de alta energia e núcleo atômico, rasgam moléculas na atmosfera e podem até penetrar na superfície durante uma explosão de supernova próxima, a cerca de 50 anos-luz do sol. A alta dose de radiação colocaria a vida em risco e, ao mesmo tempo, provocaria um aumento no número de mutações, uma das forças criativas que impulsionam a diversidade da vida ao longo da história do nosso planeta. Vida - sempre uma história de levar o bem com o mal.

A descoberta do ferro-60 cimenta ainda mais nossa conexão com o universo em geral. De fato, as bactérias que mastigam as cinzas das supernovas adicionam um toque literal às famosas palavras do falecido Carl Sagan: “O cosmos está dentro de nós. Somos feitos de coisas de estrelas. Grandes ou pequenas, devemos nossas vidas à síntese de elementos dentro das barrigas das estrelas.

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