Durante muchos años, los científicos han estado estudiando cómo las supernovas podrían afectar la vida en la Tierra. Las supernovas son eventos extremadamente poderosos y, dependiendo de qué tan cerca estén de la Tierra, podrían tener consecuencias que van desde lo cataclísmico hasta lo intrascendente. Pero ahora, los científicos detrás de un nuevo artículo dicen que tienen evidencia específica que vincula una o más supernovas a un evento de extinción hace 2.6 millones de años.
Hace aproximadamente 2.6 millones de años, una o más supernovas explotaron cerca de 50 parsecs, o aproximadamente 160 años luz, lejos de la Tierra. Al mismo tiempo, también hubo un evento de extinción en la Tierra, llamado extinción de megafauna marina del Plioceno. Hasta un tercio de las grandes especies marinas en la Tierra fueron aniquiladas en ese momento, la mayoría de ellas viviendo en aguas costeras poco profundas.
"Esta vez, es diferente. Tenemos evidencia de eventos cercanos en un momento específico ". - Dr. Adrian Melott, Universidad de Kansas.
El nuevo documento establece un vínculo entre las supernovas y la extinción, y sugiere que las partículas llamadas muones fueron los culpables. La evidencia no solo está en el registro fósil, sino en una capa de un tipo radiactivo de hierro depositado en la Tierra hace unos 2,6 millones de años, llamado Hierro 60. La evidencia también está en el espacio, en forma de una burbuja expandida creada por una o más supernovas.
El artículo es del autor principal Adrian Melott, profesor emérito de física y astronomía en la Universidad de Kansas y coautores en la Universidad Federal de São Carlos, en Brasil. Melott dijo en un comunicado de prensa que durante 15 años ha estado estudiando los efectos que las supernovas podrían tener en la Tierra. Pero este artículo es mucho más específico y vincula la extinción del plioceno con supernovas específicas. "Esta vez, es diferente. Tenemos evidencia de eventos cercanos en un momento específico ”, dijo Melott. "Sabemos qué tan lejos estaban, por lo que podemos calcular cómo eso habría afectado a la Tierra y compararlo con lo que sabemos sobre lo que sucedió en ese momento, es mucho más específico".
Entonces, ¿qué nos dicen estos detalles?
Antes que nada, hablemos de hierro, específicamente, hierro 60. El hierro 60 es un isótopo del elemento hierro. Un isótopo es simplemente un átomo con un número diferente de neutrones en su núcleo. Todo el hierro tiene el mismo número de protones (26) y un número igual de electrones, también 26. Pero su número de neutrones puede variar. La mayor parte del hierro en el universo, incluido aquí en la Tierra, es hierro 56. El hierro 56 tiene un núcleo estable de 26 protones y 30 neutrones. El hierro 56 es estable, lo que significa que no es radiactivo y no se descompone.
Pero aquí en la Tierra, también hay algo de Hierro 60, con un núcleo inestable que contiene 26 protones y 34 neutrones. Es radiactivo y se descompone para convertirse eventualmente en níquel. Hay residuos de Hierro 60 en diferentes momentos a lo largo del registro geológico, con un gran aumento hace aproximadamente 2.6 millones de años. Pero aquí está la cosa: cualquier hierro 60 que fuera parte de la Tierra cuando se formó la Tierra se habría descompuesto hace mucho tiempo en níquel. No quedaría rastro de ello.
“Ya a mediados de la década de 1990, la gente decía:‘ Oye, busca hierro-60. Es revelador porque no hay otra forma de llegar a la Tierra sino desde una supernova ". - Adrian Melott, Universidad de Kansas.
Entonces, si hay una espiga de hierro 60 hace 2.6 millones de años, tenía que venir de algún lado. Y que en algún lugar solo podría ser espacio. Y dado que las supernovas son lo único que puede crear hierro 60 y extenderlo por el espacio, tiene que ser de una supernova.
Pero el hierro 60 no mató a los grandes animales marinos. Claro, es radiactivo, pero no es el culpable de la extinción. Es solo evidencia de una supernova al mismo tiempo que la extinción.
Hay otra evidencia que respalda la teoría de "muerte por supernova": una burbuja gigante en el espacio.
La característica se llama Burbuja Local, una cavidad hueca en el medio interestelar. El medio interestelar es la materia y la radiación que existe en el espacio entre los sistemas estelares, dentro de una galaxia. Básicamente es gas, polvo y rayos cósmicos, y llena el espacio entre los sistemas solares.
La Burbuja Local es una forma que ha sido vaciada del medio interestelar por una o más supernovas. Nuestro sistema solar está dentro, al igual que estrellas como Antares y Beta Canis Majoris.
No hay otro evento que pueda haber vaciado la burbuja local. Cuando una supernova explota, la onda de choque elimina el gas y el polvo en su área, creando una burbuja. La burbuja no está completamente vacía, queda algo de gas muy caliente y de muy baja densidad. Pero la mayoría de las nubes de gas se han ido.
"Tenemos la burbuja local en el medio interestelar", dijo Melott. "Estamos en su borde. Es una región gigante de unos 300 años luz de largo. Básicamente es un gas muy caliente, de muy baja densidad, casi todas las nubes de gas han sido barridas. La mejor manera de fabricar una burbuja como esa es un montón de supernovas que la hacen cada vez más grande, y eso parece encajar bien con la idea de una cadena ".
Entonces, si la evidencia, tanto Local Bubble como Iron 60, respalda la aparición de múltiples supernovas que causan la extinción de la megafauna marina del Plioceno, ¿cuál fue exactamente el mecanismo de esa extinción? Iron 60 no puede hacerlo, y tampoco una burbuja en el espacio. ¿Entonces qué pasó?
Melott y su equipo dicen que todo se reduce a partículas subatómicas llamadas muones.
"La mejor descripción de un muón sería un electrón muy pesado, pero un muón es un par de cientos de veces más masivo que un electrón". - Adrian Melott, autor principal, Universidad de Kanasas.
Cuando las supernovas extendieron el Hierro 60 en la Tierra, no fue lo único que vino a llover desde el espacio. También había muones. Los muones se pueden describir mejor como "electrones pesados" según Melott. Y aunque constantemente recibimos muones del espacio, la mayoría de ellos nos atraviesan inofensivamente, solo el extraño interactúa con nosotros y forma parte de la radiación con la que estamos constantemente bombardeados.
"La mejor descripción de un muón sería un electrón muy pesado, pero un muón es un par de cientos de veces más masivo que un electrón", dijo Melott. "Son muy penetrantes. Incluso normalmente, hay muchos de ellos pasando a través de nosotros. Casi todos pasan inofensivamente, pero alrededor de un quinto de nuestra dosis de radiación proviene de muones ”.
Pero eso cambió cuando explotaron las supernovas. Habría cientos de veces más muones que el número de fondo normal. Y para animales más grandes con áreas de superficie más grandes, eso significa una exposición mucho mayor a la radiación.
"Pero cuando llegue esta ola de rayos cósmicos, multiplique esos muones por unos cientos", dijo Melott. “Solo una pequeña fracción de ellos interactuará de alguna manera, pero cuando el número es tan grande y su energía tan alta, aumentan las mutaciones y el cáncer; estos serían los principales efectos biológicos. Estimamos que la tasa de cáncer aumentaría aproximadamente un 50 por ciento para algo del tamaño de un ser humano, y cuanto más grande sea, peor será. Para un elefante o una ballena, la dosis de radiación aumenta mucho ".
Entonces, las supernovas distantes causaron un pico masivo en la cantidad de muones que golpean la Tierra, lo que aumenta la incidencia de cáncer, especialmente en animales marinos grandes. Y como cuanto más profundo está un animal en el agua, más protegido está, la extinción de animales marinos más grandes en aguas costeras poco profundas fue un subproducto.
Un animal marino particularmente grande e infame se extinguió durante la extinción de la megafauna marina del Plioceno: el Megalodon, uno de los depredadores más grandes y poderosos que jamás haya existido en la Tierra.
El Megalodon era un tiburón antiguo tan grande como un autobús escolar que se extinguió hace 2,6 millones de años. "Una de las extinciones que sucedió hace 2.6 millones de años fue Megalodon", dijo Melott. "Imagina al Gran Tiburón Blanco en" Tiburón ", que era enorme, y ese es Megalodon, pero era del tamaño de un autobús escolar. Simplemente desaparecieron por esa época. Entonces, podemos especular que podría tener algo que ver con los muones. Básicamente, cuanto más grande es la criatura, mayor habría sido el aumento de la radiación ".
Como Melott reconoce, hay algunas especulaciones aquí. Puede haber otras razones para su extinción, incluido el enfriamiento de los océanos como resultado de una edad de hielo. El nivel del mar también se habría reducido durante la era de hielo, lo que significa que la especie perdió buenas áreas de lactancia.
El Megalodon no fue la única especie que se extinguió durante ese tiempo. En un artículo de 2017, los investigadores documentaron la extinción de otras megafaunas marinas, incluidos mamíferos, aves marinas y tortugas. Pero, ¿podrían una o más supernovas haber causado todo esto?
La Tierra estaba en un período de variabilidad climática en ese momento, por lo que es difícil descubrir los efectos individuales que las supernovas y el cambio climático habrían tenido sobre la extinción. Y otro estudio sugirió un vínculo de supernova diferente a la extinción del plioceno-pleistoceno.
En un estudio de 2002, los investigadores observaron la Burbuja Local y el Iron 60 de la Tierra, y concluyeron que ambos fueron un factor en la extinción. Pero postularon un mecanismo diferente. Dijeron que las supernovas causaron un aumento de la luz ultravioleta que golpeó la Tierra, matando pequeñas criaturas en la base de la cadena alimentaria, y que a su vez provocó la muerte de una megafauna marina más grande.
Para Melott y su equipo, la teoría del muón de las supernovas es parte de ella. El investigador de la Universidad de Kansas dijo que la evidencia de una supernova, o una serie de ellas, es "otra pieza del rompecabezas" para aclarar las posibles razones de la extinción del límite del Plioceno-Pleistoceno.
"Realmente no ha habido ninguna buena explicación para la extinción de la megafauna marina", dijo Melott. “Esto podría ser uno. Es este cambio de paradigma: sabemos que algo sucedió y cuándo sucedió, por lo que por primera vez realmente podemos profundizar y buscar las cosas de manera definitiva. Ahora podemos ser realmente precisos sobre cuáles serían los efectos de la radiación de una manera que antes no era posible ".
- Documento científico: La extinción de la megafauna marina del plioceno y su impacto en la diversidad funcional.
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- Documento científico: Hipótesis: dosis de radiación de muón y extinción megafaunal marina al final de la supernova del plioceno
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