Onderzoek onder leiding van wetenschappers van NASA’s Goddard Space Flight Center heeft een verband aangetoond tussen twee belangrijke verschijnselen op aarde: het magnetisch veld en zuurstof in de atmosfeer. Volgens het onderzoek zijn deze twee verschijnselen in de afgelopen 540 miljoen jaar parallel geëvolueerd, wat suggereert dat ze mogelijk verbonden zijn door hetzelfde nog onbekende geofysische of geochemische proces.
Uit de geanalyseerde gegevens blijkt dat zowel de sterkte van het aardmagnetisch veld als de zuurstofconcentratie aanzienlijk zijn toegenomen sinds het begin van het Cambrium, met een opmerkelijke piek tussen 330 en 220 miljoen jaar geleden. Hoewel de onderzoekers nog niet hebben vastgesteld welke van invloed is op wat, of dat beide afhankelijk zijn van een derde factor.
“Dit is de eerste ontdekking die we hebben gedaan om het verband vast te stellen tussen het aardmagnetisch veld en het zuurstofgehalte,” vertelde hoofdauteur Weijia Kuang aan Live Science.
Hoe werd het mogelijke verband vastgesteld, volgens de studie?
De wetenschappers gebruikten twee onafhankelijke datasets van de afgelopen 540 miljoen jaar. De ene weerspiegelde zuurstofniveaus in de loop van de tijd aan de hand van elementen zoals gefossiliseerde koolstof in sedimenten, overblijfselen die ontstaan na bosbranden. De andere dataset documenteerde de sterkte van het aardmagnetisch veld aan de hand van magnetische voetafdrukken in oude rotsen en afzettingen.
Bij het vergelijken van de twee gegevens zagen de onderzoekers een opmerkelijke correlatie: sinds het begin van het Cambrium, meer dan 500 miljoen jaar geleden, namen het magnetisch veld en zuurstof parallel toe, met een duidelijke piek tussen 330 en 220 miljoen jaar geleden. Dit suggereert de noodzaak van een dieper verband tussen de interne processen op aarde en de atmosferische omstandigheden.
De auteurs van het onderzoek, Weijia Kuang en Ravi Kopparapu, zeggen dat het begrijpen van deze relatie essentieel is voor het identificeren van de minimale vereisten die leven op andere werelden mogelijk maken. Maar het is nog niet duidelijk of een van deze factoren de andere direct beïnvloedt, of dat ze beide worden aangestuurd door een derde, nog niet vastgesteld fenomeen.
Het belang van het verband tussen het magnetisch veld en het zuurstofgehalte op aarde
Als het magnetisch veld van de aarde inderdaad van invloed is op het zuurstofgehalte, dan zou de rol ervan doorslaggevend zijn bij het in stand houden van de omstandigheden die nodig zijn voor leven. Door te werken als een schild tegen ruimteweer, voorkomt dit veld dat zonnedeeltjes de atmosfeer eroderen, wat helpt om essentiële moleculen, waaronder zuurstof, stabiel te houden.
Het beschermt ookfotosynthetische organismen – de belangrijkste producenten van zuurstof – tegen extreme straling, zoals röntgenstraling en ultraviolette straling, die hen zou kunnen beschadigen of hun ontwikkeling zou kunnen remmen.
Aan de andere kant, als zuurstof uit de atmosfeer het magnetische veld beïnvloedt, zou dit proces nauw verbonden zijn met de interne dynamiek van de aarde. Plaattektoniek zou, door het recyclen van korstmateriaal in de mantel, de chemische en thermische samenstelling van deze tussenlaag kunnen veranderen. Dit zou op zijn beurt de activiteit in de vloeibare buitenkern beïnvloeden, waar het aardmagnetisch veld wordt opgewekt.
