Le supernovae e la vita sulla Terra sembrano strettamente collegate


Illustrazione della Via Lattea vista dalla Terra dove la supernova accelera i raggi cosmici ad alte energie. Alcune di queste particelle di raggi cosmici entrano nell’atmosfera terrestre, dove producono strutture a pioggia di particelle secondarie. Un risultato sorprendente è che i cambiamenti nei raggi cosmici attraverso la storia della Terra hanno influenzato la vita sulla Terra.

È stato scoperto un legame notevole tra il numero di stelle vicine che esplodono, chiamate supernovae, e la vita sulla Terra.


Le prove dimostrano una stretta connessione tra la frazione di materia organica sepolta nei sedimenti e i cambiamenti nella frequenza delle supernovae. Questa correlazione è evidente durante gli ultimi 3,5 miliardi di anni e più in dettaglio nei precedenti 500 milioni di anni.

La correlazione indica che le supernovae hanno stabilito le condizioni essenziali per l’esistenza della vita sulla Terra.

Questo è la conclusione di un nuovo articolo di ricerca pubblicato sulla rivista scientifica Geophysical Research Letters dal ricercatore senior Dr. Henrik Svensmark, DTU Space.

Secondo l’articolo, una spiegazione per il legame osservato tra supernovae e vita è che le supernovae influenzano il clima della Terra. Un alto numero di supernovae porta ad un clima freddo con una significativa differenza di temperatura tra l’equatore e le regioni polari. Questo si traduce in forti venti e nella miscelazione degli oceani, vitale per fornire nutrienti ai sistemi biologici. L’alta concentrazione di nutrienti porta a una maggiore bioproduttività e a un seppellimento più esteso della materia organica nei sedimenti. Un clima caldo ha venti più deboli e una minore miscelazione degli oceani, una minore fornitura di nutrienti, una minore bioproduttività e un minore seppellimento di materia organica.

Una conseguenza affascinante è che lo spostamento di materia organica nei sedimenti è indirettamente la fonte di ossigeno. La fotosintesi produce ossigeno e zucchero da luce, acqua e CO2. Tuttavia, se il materiale organico non viene spostato nei sedimenti, l’ossigeno e la materia organica diventano CO2 e acqua. L’interramento del materiale organico impedisce questa reazione inversa. Pertanto, le supernove controllano indirettamente la produzione di ossigeno, e l’ossigeno è il fondamento di tutta la vita complessa“, dice l’autore Henrik Svensmark.

Nel documento, una misura della concentrazione di nutrienti nell’oceano negli ultimi 500 milioni di anni si correla ragionevolmente con le variazioni nella frequenza delle supernovae. La concentrazione di nutrienti negli oceani è trovata misurando gli elementi in traccia nella pirite (FeS2, chiamata anche “oro degli sciocchi”) incorporata nello scisto nero, che è sedimentato sul fondo del mare. La stima della frazione di materiale organico nei sedimenti è possibile misurando il carbonio-13 rispetto al carbonio-12. Poiché la vita preferisce l’atomo di carbonio-12 più leggero, la quantità di biomassa negli oceani del mondo cambia il rapporto tra carbonio-12 e carbonio-13 misurato nei sedimenti marini.

La nuova prova indica una straordinaria interconnessione tra la vita sulla Terra e le supernovae, mediata dall’effetto dei raggi cosmici sulle nuvole e sul clima“, dice Henrik Svensmark.

Il legame con il clima

Studi precedenti di Svensmark e colleghi hanno dimostrato che gli ioni aiutano la formazione e la crescita degli aerosol, influenzando così la frazione delle nuvole. Poiché le nuvole possono regolare l’energia solare che può raggiungere la superficie terrestre, il legame raggi cosmici/nuvole è importante per il clima. L’evidenza empirica mostra che il clima della Terra cambia quando cambia l’intensità dei raggi cosmici. La frequenza delle supernovae può variare di diverse centinaia di percento su scale temporali geologiche, e i cambiamenti climatici risultanti sono considerevoli.

Quando le stelle pesanti esplodono, producono raggi cosmici fatti di particelle elementari con energie enormi. I raggi cosmici viaggiano verso il nostro sistema solare, e alcuni finiscono il loro viaggio scontrandosi con l’atmosfera terrestre. Qui, sono responsabili della ionizzazione dell’atmosfera“, conclude.

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