Le quasi-effondrement du champ magnétique terrestre il y a 591 millions d’années pourrait avoir permis à une vie complexe de prospérer

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Le champ magnétique terrestre joue un rôle majeur pour rendre notre planète habitable. Une bulle protectrice au-dessus de l’atmosphère protège la planète du rayonnement solaire, du vent, des rayons cosmiques et des variations extrêmes de température.

Cependant, le champ magnétique terrestre a failli s’effondrer il y a 591 millions d’années et, ironiquement, ce changement pourrait avoir joué un rôle central dans l’épanouissement d’une vie complexe, selon une nouvelle étude.

« En général, le champ est protecteur. Si nous n’avions pas eu de champ au début de l’histoire de la Terre, l’eau aurait été extraite de la planète par la Terre. » Vent solaire « (Un flux de particules énergétiques s’écoulant du Soleil vers la Terre) », a déclaré John Tarduno, professeur de géophysique à l’Université de Rochester à New York et auteur principal de la nouvelle étude.

« Mais dans l’Ediacaran, nous avons connu une période remarquable dans l’évolution de la Terre profonde où les processus qui créent le champ magnétique… sont devenus si inefficaces après des milliards d’années que le champ s’est presque complètement effondré. »

L’étude a été publiée dans la revue Communications Terre et Environnement Le 2 mai, on a découvert que le champ magnétique terrestre, créé par Mouvement du fer en fusion dans le noyau externe de la TerreIl est bien plus faible que sa force actuelle depuis au moins 26 millions d’années. La découverte de l’affaiblissement continu du champ magnétique terrestre a également contribué à résoudre un mystère géologique persistant sur la date de formation du noyau interne solide de la Terre.

Cette période correspond à une période connue sous le nom de période Édiacarienne, lorsque les premiers animaux complexes sont apparus sur le fond marin à mesure que l’oxygène dans l’atmosphère et les océans augmentait.

Ces animaux étranges ne ressemblent guère à la vie d’aujourd’hui, comme les hélices, les tubes, les gâteaux et les disques de courges. Dickinsoniaqui atteint une taille de 4,6 pieds (1,4 mètres), et Kimberella lente.

Avant cette époque, la vie était en grande partie unicellulaire et microscopique. Les chercheurs pensent que le faible champ magnétique pourrait avoir entraîné une augmentation de l’oxygène dans l’atmosphère, permettant ainsi l’évolution d’une vie complexe.

On sait que l’intensité du champ magnétique terrestre fluctue avec le temps et que les cristaux conservés dans les roches contiennent de petites particules magnétiques qui sont enregistrées dans un enregistrement de l’intensité du champ magnétique terrestre.

La première preuve que le champ magnétique terrestre s’est considérablement affaibli au cours de cette période est apparue en 2019. Etude de roches vieilles de 565 millions d’années Au Québec, qui a indiqué que le champ était dix fois plus faible qu’il ne l’est aujourd’hui à ce moment-là.

La dernière étude a rassemblé davantage de preuves géologiques indiquant que le champ magnétique était considérablement faible, car les informations contenues dans une roche vieille de 591 millions d’années provenant d’un site du sud du Brésil indiquent que le champ magnétique était 30 fois plus faible qu’il ne l’est aujourd’hui.

Le faible champ magnétique n’a pas toujours été le cas : l’équipe a examiné des roches similaires d’Afrique du Sud datant de plus de deux milliards d’années et a découvert qu’à l’époque, le champ magnétique terrestre était aussi puissant qu’aujourd’hui.

Contrairement à aujourd’hui, la partie la plus interne de la Terre à cette époque était un liquide et non un solide, ce qui affectait la manière dont le champ magnétique était généré, a expliqué Tarduno.

« Au fil des milliards d’années, ce processus est devenu moins efficace », a-t-il déclaré.

« Au moment où nous avons atteint Ediacara, le champ était à bout de souffle. Il était sur le point de s’effondrer. Mais heureusement pour nous, il faisait suffisamment froid pour que le noyau interne commence à générer (renforcer le champ magnétique). »

L’émergence des formes de vie complexes les plus anciennes flottant le long des fonds marins à cette époque est associée à l’augmentation des niveaux d’oxygène. Certains animaux peuvent survivre à de faibles niveaux d’oxygène, comme les éponges et les animaux microscopiques, mais les animaux plus gros, dotés de corps plus complexes et mobiles, ont besoin de plus d’oxygène, a déclaré Tarduno.

Traditionnellement, l’augmentation de l’oxygène pendant cette période a été attribuée à des organismes photosynthétiques tels que les cyanobactéries, qui produisaient de l’oxygène, lui permettant ainsi de s’accumuler régulièrement dans l’eau au fil du temps, a expliqué Shuhai Xiao, co-auteur de l’étude et professeur de géobiologie à l’US Virginia Tech. .

Cependant, la nouvelle recherche a proposé une hypothèse alternative ou complémentaire qui implique une perte accrue d’hydrogène dans l’espace lorsque le champ magnétique terrestre est faible.

« La magnétosphère protège la Terre du vent solaire, maintenant ainsi l’atmosphère attachée à la Terre. Une magnétosphère plus faible entraîne la perte de gaz plus légers tels que l’hydrogène de l’atmosphère terrestre », a ajouté Xiao par courrier électronique.

Il est possible que plusieurs processus se produisent simultanément, a déclaré Tarduno.

« Nous ne contestons pas le fait qu’un ou plusieurs de ces processus se soient produits simultanément, mais le faible champ a peut-être permis à l’oxygène de dépasser un seuil, ce qui a favorisé l’évolution du rayonnement animal », a déclaré Tarduno.

Peter Driscoll, chercheur au Laboratoire terrestre et planétaire de la Carnegie Institution for Science à Washington, D.C., a déclaré qu’il était d’accord avec les conclusions de l’étude sur le faible champ magnétique terrestre, mais l’affirmation est qu’un champ magnétique faible pourrait affecter l’oxygène dans le atmosphère. L’évolution biologique a été difficile à évaluer. Il n’a pas participé à l’étude.

« Il m’est difficile d’évaluer la validité de cette affirmation car l’impact que les champs magnétiques planétaires peuvent avoir sur le climat n’est pas bien compris », a-t-il déclaré par courrier électronique.

Leur hypothèse était « bien établie », a déclaré Tarduno, mais prouver la causalité prendrait des décennies de travail difficile étant donné le peu de connaissances sur les animaux qui vivaient à l’époque.

L’analyse géologique a également révélé des détails importants sur la partie la plus interne du centre de la Terre.

Les estimations du moment où le noyau interne de la planète s’est solidifié – lorsque le fer s’est cristallisé pour la première fois au centre de la planète – varient entre 500 millions et 2,5 milliards d’années.

le Recherche sur la force du champ magnétique terrestre Indique cet âge Le noyau interne de la Terre C’est à l’extrémité la plus jeune de cette échelle de temps, où il s’est solidifié il y a 565 millions d’années, permettant au bouclier magnétique terrestre de rebondir.

« Les observations semblent soutenir l’affirmation selon laquelle le noyau interne s’est formé peu de temps après, poussant le géodynamo (le mécanisme qui crée le champ magnétique) d’un état faible et instable à un champ dipolaire fort et stable », a déclaré Driscoll.

La restauration de l’intensité du champ après l’Ediacaran, à mesure que le noyau interne grandissait, aurait pu être importante pour empêcher le dessèchement de la Terre, riche en eau, a déclaré Tarduno.

Quant aux animaux exotiques de l’époque édiacarienne, ils avaient tous disparu à l’époque cambrienne suivante, lorsque La diversité de la vie a explosé Les branches de l’arbre de vie que l’on connaît aujourd’hui se sont formées en un temps relativement court.