Supernovae und Leben auf der Erde scheinen eng verbunden

Es wurde ein bemerkenswerter Zusammenhang zwischen der Anzahl naher explodierender Sterne, Supernovae genannt, und dem Leben auf der Erde entdeckt.

Es gibt Hinweise auf einen engen Zusammenhang zwischen dem Anteil an organischer Substanz, der in Sedimenten vergraben ist, und Veränderungen im Auftreten von Supernovae. Dieser Zusammenhang zeigt sich während der letzten 3,5 Milliarden Jahre und genauer in den letzten 500 Millionen Jahren.

Die Korrelation weist darauf hin, dass Supernovae wesentliche Bedingungen für das Leben auf der Erde geschaffen haben. Zu diesem Schluss kommt ein neuer Forschungsartikel, der in der Fachzeitschrift veröffentlicht wurde Geophysikalische Forschungsbriefe von Senior Researcher Dr. Henrik Svensmark, DTU Space.

Dem Artikel zufolge ist eine Erklärung für den beobachteten Zusammenhang zwischen Supernovae und Leben, dass Supernovae das Erdklima beeinflussen. Eine hohe Anzahl von Supernovae führt zu einem kalten Klima mit einem erheblichen Temperaturunterschied zwischen Äquator und Polarregionen. Dies führt zu starken Winden und Ozeanvermischungen, die für die Nährstoffversorgung biologischer Systeme unerlässlich sind. Eine hohe Nährstoffkonzentration führt zu einer größeren Bioproduktivität und einer umfangreicheren Einlagerung organischer Stoffe in Sedimenten. Ein warmes Klima hat schwächere Winde und eine geringere Durchmischung der Ozeane, eine verminderte Nährstoffversorgung, eine geringere Bioproduktivität und weniger Einlagerung von organischem Material.

„Eine faszinierende Folge ist, dass der Transport von organischem Material zu Sedimenten indirekt die Quelle von Sauerstoff ist. Die Photosynthese produziert Sauerstoff und Zucker aus Licht, Wasser und CO .₂. Wenn jedoch organisches Material nicht in Sedimente bewegt wird, werden Sauerstoff und organisches Material zu CO₂ und Wasser. Das Vergraben von organischem Material verhindert diese Rückreaktion. Daher steuern Supernovae indirekt die Sauerstoffproduktion, und Sauerstoff ist die Grundlage allen komplexen Lebens“, sagt Autor Henrik Svensmark.

In der Veröffentlichung korreliert ein Maß für die Konzentration von Nährstoffen im Ozean über die letzten 500 Millionen Jahre vernünftig mit den Variationen der Supernova-Häufigkeit. Die Nährstoffkonzentration in den Ozeanen wird durch die Messung von Spurenelementen in Pyrit (FeS₂, auch “Narrengold” genannt) eingebettet in schwarzen Schiefer, der sich auf dem Meeresboden absetzt. Die Schätzung des Anteils an organischem Material in Sedimenten ist durch die Messung von Kohlenstoff-13 im Verhältnis zu Kohlenstoff-12 möglich. Da das Leben das leichtere Kohlenstoff-12-Atom bevorzugt, verändert die Menge an Biomasse in den Weltmeeren das in Meeressedimenten gemessene Verhältnis zwischen Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-13.

„Die neuen Beweise weisen auf eine außergewöhnliche Verbindung zwischen dem Leben auf der Erde und Supernovae hin, die durch die Wirkung der kosmischen Strahlung auf Wolken und Klima vermittelt wird“, sagt Henrik Svensmark.

Der Link zum Klima

Frühere Studien von Svensmark und Kollegen haben gezeigt, dass Ionen die Bildung und das Wachstum von Aerosolen unterstützen und dadurch den Wolkenanteil beeinflussen. Da Wolken die Sonnenenergie regulieren können, die die Erdoberfläche erreichen kann, ist die Verbindung zwischen kosmischer Strahlung und Wolke für das Klima wichtig. Empirische Beweise zeigen, dass sich das Klima der Erde ändert, wenn sich die Intensität der kosmischen Strahlung ändert. Die Häufigkeit von Supernovae kann auf geologischen Zeitskalen um mehrere hundert Prozent variieren, und die daraus resultierenden Klimaänderungen sind beträchtlich.

„Wenn schwere Sterne explodieren, produzieren sie kosmische Strahlung aus Elementarteilchen mit enormen Energien. Kosmische Strahlung wandert zu unserem Sonnensystem, einige beenden ihre Reise durch eine Kollision mit der Erdatmosphäre. Hier sind sie für die Ionisierung der Atmosphäre verantwortlich“, sagt er .