يساعد المجال المغناطيسي للأرض في حماية الحياة من الجسيمات النشطة التي قد تصل من الفضاء. يفتقر المريخ الآن إلى مجال مغناطيسي قوي ، ويعتقد أن الظروف الموجودة على سطحه تدمر الحياة لدرجة أن أي ميكروبات يمكن أن تعيش على الكوكب ستكون آمنة تحت السطح. على الأرض ، يضمن المجال المغناطيسي ازدهار الحياة على السطح.
إلا أن هذا ليس صحيحًا دائمًا. يتنوع المجال المغناطيسي للأرض ، حيث يتحول القطبان ويتحركان أحيانًا ، ويضعف الحقل أحيانًا أو يختفي بالفعل. ومع ذلك ، لم تكشف نظرة على هذه الأحداث شيئًا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص – لا توجد روابط واضحة للانقراضات ، ولا اضطرابات بيئية كبيرة.
يوفر مقال نُشر أمس في مجلة Science تأريخًا دقيقًا بشكل مثير للإعجاب لانعكاس المجال المغناطيسي السابق باستخدام حلقات من الأشجار التي ماتت عشرات الآلاف من السنين. ويظهر أن التحول كان مرتبطًا بتغير المناخ. لكن المقالة بعد ذلك تحاول ربط الوجه بكل شيء بدءًا من حدث الانقراض البسيط إلى انفجار الفن الصخري من قبل أسلافنا. في النهاية ، العمل عبارة عن مزيج من العلم الراسخ والافتراضات الاستفزازية والتكهنات غير المقيدة.
الأشجار القديمة ، ولكن كم عمرها؟
سنبدأ بالعلم الراسخ ، والذي يعود إليه كل شيء أشجار kauri، أحد الأنواع المميزة الأصلية لنيوزيلندا. هذه الأشجار كبيرة جدًا وطويلة العمر ، وتصل بانتظام إلى أكثر من 1000 عام. وغالبًا ما يبقى خشب الشجرة على قيد الحياة من خلال دفنه في المستنقعات ، حيث يعود تاريخ بعض العينات إلى عشرات الآلاف من السنين.
يعتمد الفريق الذي يقف وراء العمل الجديد على اكتشاف خشب kauri الذي يعود تاريخه إلى أيام رحلة Laschamps ، وهي الفترة التي غيرت فيها الأقطاب المغناطيسية أماكنها لفترة وجيزة منذ حوالي 40،000 عام. تحكي الأشجار القديمة الكثير من القصص. يمكن أن يوفر الكربون 14 الذي يدخلونه تواريخ دقيقة إلى حد ما للعينة ، ثم تسمح الحلقات الفردية للأشجار للشخص باستنتاج الظروف الحالية كل عام. يمكن أن توفر دراسات النظائر الأخرى الموجودة في الخشب تقديرات تقريبية لكل شيء من النشاط الشمسي إلى أنظمة هطول الأمطار.
وجد الفريق الذي يقف وراء العمل الجديد أن المواعدة وضعت بعض موادهم في وقت رحلة Laschamps. وكان هناك ارتفاع في نسبة الكربون 14 الزائدة في حلقات الأشجار المترسبة في ذلك الوقت ، وهو ما يتوافق مع وصول المزيد من الجسيمات إلى الأرض بسبب انخفاض شدة المجال المغناطيسي. عادة ما يكون هذا كافياً لإلغاء التأريخ ، وهذا حد من قدرتنا على تحديد تواريخ دقيقة في رحلة لاشامب مع عينات سابقة.
لكن التفاصيل التي تم التقاطها في حلقات الشجرة سمحت لفريق البحث بمواءمة بياناتهم مع بيانات من مصادر أخرى لها تواريخ دقيقة مرفقة. وتشمل هذه الرواسب السنوية التي تم إجراؤها في كهف ، والذي كان يحتوي على سجلات الكربون 14 والتواريخ المقدمة من نظير الثوريوم. يمكن للباحثين أيضًا محاذاة البيانات بشكل أكثر دقة مع سجلات الجليد الأساسية ، والتي تلتقط أيضًا المعلومات من وقت رحلة Laschamps.
عند دمج هذه التسجيلات ، قدمت توقيتًا دقيقًا لانعكاس المجال المغناطيسي ، بالإضافة إلى معلومات عن قوة المجال المغناطيسي بمرور الوقت. يوفر السجل المجمع أيضًا معلومات عن المناخ السائد وتفاصيل عن أشياء مثل هطول الأمطار والنشاط الشمسي.
لا عالق رأسا على عقب
يشير التسجيل إلى أن المجال المغناطيسي بدأ في الانخفاض منذ 42350 عامًا ووصل إلى أدنى مستوى له منذ 41800 عام ، قبل 300 عام من التحول الفعلي للقطب. وبالتالي ، كان المجال المغناطيسي الضعيف في ذلك الوقت بمثابة مقدمة للوجه أكثر من كونه تأثيرًا لأماكن تبادل القطبين. نظرًا للتوقيت ، الذي تمحور حول 42 كيلو سنة ، قرر الباحثون تسمية حدث الانتقال المغنطيسي الأرضي هذا ، آدامز ، على اسم المؤلف. دوجلاس آدمز.
تشير محاذاة البيانات أيضًا إلى أن الأرض لم تكن الشيء الوحيد الذي يفعل شيئًا غير عادي في ذلك الوقت. يتكون نظير البريليوم -10 أساسًا من جسيمات الأشعة الكونية التي تؤثر على الغلاف الجوي ، لذا فهو بمثابة مؤشر على النشاط الشمسي. وذلك لأن المجال المغناطيسي للشمس يرتبط بمستوى نشاطها ، ويمكن لهذا المجال المغناطيسي أن يحرف الجسيمات الواردة التي كانت ستنتقل عبر النظام الشمسي وربما تؤثر على الأرض. تشير مستويات النظائر في اللب الجليدي إلى أن الشمس دخلت فترة طويلة من الهدوء تداخلت مع حدث آدامز.
لذلك كان هناك حدثان مستقلان كان من الممكن أن يعمل كلاهما للسماح بوصول المزيد من الجسيمات عالية الطاقة إلى الغلاف الجوي للأرض. باستخدام نموذج لكيمياء الغلاف الجوي ، اكتشف الباحثون أن هذه الجسيمات يمكن أن تولد مواد كيميائية تدمر الأوزون. وفقًا لغافن شميدت من ناسا ، فقد الأوزون ليست طويلة جدا مثل تلك التي خلقت ثقب الأوزون الحالي ، على الرغم من أنه من المتوقع أن يتم توزيعها بشكل مختلف نوعًا ما ، جغرافيًا وموسميًا.
يؤدي فقدان الأوزون إلى مجموعة من التأثيرات المناخية الدقيقة نسبيًا ، مما يؤدي إلى تغيير التيار النفاث في القطب الشمالي وأنظمة هطول الأمطار في نصف الكرة الجنوبي. هذه هي نتائج عدد محدود من التجارب من نموذج كيمياء مناخي واحد مقترن ، لذلك يدرك الباحثون أنفسهم أن تأثير فقدان الأوزون يحتاج حقًا إلى الدراسة بالنماذج.لتحديد مدى قوة هذه التأثيرات.
ومع ذلك ، باستخدام توقيع الكربون 14 المرتبط بحدث آدامز ، حدد الباحثون فترات زمنية مكافئة في بعض تسجيلات الرواسب. أشار كلاهما إلى حدوث تغيرات في أنماط دوران الغلاف الجوي أثناء الحدث ، وهو ما يتوافق مع التأثير على المناخ.
وقت المضاربة
بشكل عام ، يجب أن يكون الجدول الزمني الدقيق الجديد مفيدًا جدًا لأي بحث يتضمن عينة تحافظ على الكربون 14 ويعود تاريخها إلى ذلك الوقت تقريبًا. في هذا الصدد ، العمل هو خدمة للميدان. يُعد احتمال وجود ارتباط بالمناخ ووصول المزيد من الجسيمات عالية الطاقة فرضية مثيرة للاهتمام ، وهي فرضية تختلف عن المحاولات السابقة لربط النشاط الشمسي بتغير المناخ. إنها فكرة تستحق المتابعة.
لكن بالنسبة لمعظم بقية المقال ، يبحث الباحثون عن كل ما حدث منذ حوالي 42000 عام ويحاولون ربطه بمزيج من الظروف البيئية المتغيرة التي يعتقدون أنها سببها حدث آدامز. وهذا يشمل الظروف الأكثر برودة السائدة في نصف الكرة الشمالي ، كما يتضح من التمدد الجليدي. إلا أن التغييرات في المجال المغناطيسي لا تدوم سوى بضع مئات من السنين ، بينما يستمر المناخ الأكثر برودة لآلاف السنين. لذلك كان عليهم أن يقترحوا أن حدث آدامز دفع المناخ إلى ما بعد نقطة تحول ، مما يسمح له بالحفاظ على حالته المتغيرة في غياب المحفز الأصلي. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر بعض السجلات المناخية تغيرًا طفيفًا جدًا في وقت حدث آدامز.
شهدت أستراليا انقراضًا كبيرًا للحيوانات الضخمة بلغ ذروته منذ حوالي 42000 عام ؛ يشير هذا إلى وجود صلة لهطول الأمطار المتغير الذي يبدو أن حدث آدامز قد تسبب فيه في نصف الكرة الجنوبي. إنها فكرة مثيرة للاهتمام ، على الرغم من أن أحداث الانقراض مثل هذه تمتد عادة لبعض الوقت قبل وبعد الذروة.
الوصلات المحتملة الأخرى ضعيفة للغاية. يبدو أن البشر المعاصرين ، على الرغم من وجودهم في آسيا الوسطى لعشرات الآلاف من السنين ، يظهرون في أوروبا في وقت قريب من حدث آدمز ، واختفى إنسان نياندرتال بعد فترة وجيزة. في حين أنه من المعقول أن نشك في أن الحدثين الأخيرين مرتبطان ، فليس من الواضح سبب ارتباط أي منهما بانعكاس المجال المغناطيسي وتأثيره على المناخ.
تشهد هذه الفترة أيضًا نموًا في مدى وتطور الفن الصخري من قبل هؤلاء البشر المعاصرين. مرة أخرى ، يحاول الباحثون ربط هذا النمو بحدث آدامز. يجب أن يكون المزيد من البشر في الكهوف هربًا من بيئة الإشعاع القاسية! وكانوا يستخدمون المغرة الحمراء كواقي من الشمس بسبب ذلك ، لذلك كان لديهم المواد الفنية معهم!
الحقيقة هي أن البشر والنياندرتال كانوا يستخدمون المغرة الحمراء لأغراض فنية لعشرات الآلاف من السنين في ذلك الوقت – وسكنوا الكهوف لفترة طويلة. ربما كان هناك اختلاف في الدرجة منذ حوالي 42000 عام ، لكنه لم يكن فوريًا.
أعرب علماء المناخ وعلماء الأنثروبولوجيا حتى الآن عن قدر كبير من الشكوك حول هذه الادعاءات ، على الرغم من أن عددًا منهم وجد الادعاءات الفردية مثيرة للاهتمام وتستحق المتابعة. سيأتي الاختبار الحقيقي لبعض هذه الأفكار عندما يستخدم الباحثون توقيع الكربون -14 الموضح في المقالة لفحص العينات الأخرى التي تسجل التغيرات البيئية ، كما هو الحال في نوى الرواسب ، من نفس الفترة. سيعطينا هذا فكرة أوضح عما إذا كانت الأحداث التي حدثت في نفس الوقت تقريبًا تمثل حقًا أنواع التغييرات العالمية التي يتم اقتراحها.
من المرجح أن تظل الأفكار الأخرى خارج قدرتنا على تصميم الاختبارات الخاصة. من غير المعروف كيف يمكن أن نتعلم نسبة الواقي من الشمس إلى الفن لاستخدام المغرة الحمراء من قبل السكان القدامى أو إذا كان هناك المزيد من الناس في الكهوف لأنهم يشمون بطريقة ما. بخلاف أن الجو أصبح خطيرًا. لذلك يبدو أن الباحثين كانوا ينشرون أفكارًا استفزازية لن تؤثر بوضوح على المجال.
تتمثل إحدى الطرق الواضحة لمتابعة العمل في إلقاء نظرة فاحصة على انعكاسات المجال المغناطيسي الأخرى ؛ تذكر الصحيفة على وجه التحديد واحدة حدثت قبل 35000 عام. ولكن عندما قام الباحثون بمحاكاة انعكاس المجال المغناطيسي دون حدوث انخفاض حاد في النشاط الشمسي ، لم يحدث شيء. يبدو أننا نحتاج إلى كليهما لرؤية التأثيرات الهائلة التي يقترحها الباحثون. وبما أن احتمالية حدوث الاثنين في نفس الوقت تبدو منخفضة ، فمن غير الواضح ما قد تخبرنا به الأمثلة الأخرى.
علم، 2021. DOI: 10.1126 / العلوم. abb8677 (حول DOIs).
