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Astronomia06/01/2022

Supernovas e vida na Terra parecem estar intimamente conectadas

Ilustração da Via Láctea vista da Terra, em que a supernova acelera os raios cósmicos para altas energias. Algumas dessas partículas de raios cósmicos entram na atmosfera da Terra, onde produzem estruturas de chuva de partículas secundárias. Um resultado surpreendente é que as mudanças nos raios cósmicos ao longo da história da Terra influenciaram a vida na Terra. Crédito: H. Svensmark/DTU Space

06/01/22 - 11h23min

Foi descoberta uma ligação notável entre o número de estrelas em explosão próximas, chamadas supernovas, e a vida na Terra. A evidência demonstra uma conexão próxima entre a fração de matéria orgânica enterrada em sedimentos e mudanças na ocorrência de supernovas. Essa correlação é aparente durante os últimos 3,5 bilhões de anos e com mais detalhes nos 500 milhões de anos anteriores.

A correlação indica que as supernovas estabeleceram condições essenciais para a existência de vida na Terra. Isso é concluído em um novo artigo de pesquisa publicado na revista Geophysical Research Letters pelo pesquisador sênior dr. Henrik Svensmark, do Instituto Nacional do Espaço na Universidade Técnica da Dinamarca (DTU Space).

De acordo com o artigo, uma explicação para a ligação observada entre as supernovas e a vida é que as supernovas influenciam o clima da Terra. Um grande número de supernovas leva a um clima frio com uma diferença significativa de temperatura entre o equador e as regiões polares. Isso resulta em ventos fortes e na mistura global dos oceanos, vital para o fornecimento de nutrientes aos sistemas biológicos. A alta concentração de nutrientes leva a uma maior bioprodutividade e a um soterramento mais extenso de matéria orgânica nos sedimentos. Um clima quente tem ventos mais fracos e menos mistura dos oceanos, diminuição do suprimento de nutrientes, menor bioprodutividade e menos soterramento de matéria orgânica.

Controle indireto

“Uma consequência fascinante é que mover a matéria orgânica para os sedimentos é indiretamente a fonte de oxigênio. A fotossíntese produz oxigênio e açúcar a partir da luz, água e CO2. No entanto, se a matéria orgânica não for movida para os sedimentos, o oxigênio e a matéria orgânica se transformam em CO2 e água. O sepultamento de matéria orgânica impede essa reação reversa. Portanto, as supernovas controlam indiretamente a produção de oxigênio, e o oxigênio é a base de toda vida complexa”, disse o autor Henrik Svensmark.

No artigo, uma medida da concentração de nutrientes no oceano nos últimos 500 milhões de anos se correlaciona razoavelmente com as variações na frequência das supernovas. A concentração de nutrientes nos oceanos é encontrada medindo-se oligoelementos na pirita (FeS2, também chamado de “ouro de tolo”) embutidos no xisto negro, que está sedimentado no fundo do mar. É possível estimar a fração de material orgânico nos sedimentos medindo o carbono-13 em relação ao carbono-12. Como a vida prefere o átomo mais leve de carbono-12, a quantidade de biomassa nos oceanos do mundo muda a proporção entre o carbono-12 e o carbono-13 medida nos sedimentos marinhos.

“As novas evidências apontam para uma extraordinária interconexão entre a vida na Terra e as supernovas, mediada pelo efeito dos raios cósmicos nas nuvens e no clima”, afirmou Svensmark.

Link para o clima

Estudos anteriores de Svensmark e colegas demonstraram que os íons ajudam na formação e no crescimento de aerossóis, influenciando assim a divisão de nuvens. Uma vez que as nuvens podem regular a energia solar que pode atingir a superfície da Terra, a ligação raio cósmico/nuvem é importante para o clima. A evidência empírica mostra que o clima da Terra muda quando a intensidade dos raios cósmicos muda. A frequência das supernovas pode variar em várias centenas por cento em escalas de tempo geológicas, e as mudanças climáticas resultantes são consideráveis.

“Quando estrelas pesadas explodem, produzem raios cósmicos feitos de partículas elementares com enormes energias. Os raios cósmicos viajam para o nosso Sistema Solar e alguns terminam sua jornada colidindo com a atmosfera da Terra. Aqui, eles são responsáveis ​​por ionizar a atmosfera”, afirmou ele.

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DTU Space