Aardmagnetisch veld en zuurstofgehalte
Ruim 500 miljoen jaar geleden verzwakte het magnetische veld van de aarde aanzienlijk. Dat is vermoedelijk zeer belangrijk geweest voor de evolutie van levensvormen op aarde.
Scientias, 07-05-2024, door Jeanette Kras
De evolutie van het leven op aarde hangt schijnbaar van toevalligheden aan elkaar. Onderzoekers hebben nu mogelijk nog zo'n gelukkig toeval ontdekt: een ongebruikelijke afname van het aardmagnetische veld tussen 591 en 565 miljoen jaar geleden. Dat viel samen met een flinke toename van het zuurstofgehalte in de atmosfeer en de oceanen. De verzwakking van het aardmagneetveld zou dus hebben geleid tot meer zuurstof in lucht en water, wat de evolutie van enkele van de vroegste meercellige organismen heeft bevorderd.
De ediacarische biota
Dat verdient enige uitleg: tijdens het Ediacarium (of Vendiaan, 640 - 540 miljoen jaar geleden) bestond het leven op aarde enkel uit de ediacarische biota (groep levensvormen). Dit zijn de oudst bekende meercellige dieren, die geen skelet hadden. Ze leefden op de zeebodem en zagen er bijvoorbeeld uit als varenbladen of hadden iets weg van de latere trilobieten. Opmerkelijk genoeg zijn er wel heel veel fossielen van bewaard gebleven, terwijl de diertjes dus alleen maar uit weke delen bestonden.
Deze fossielen tonen aan dat dit prille leven tussen 575 en 565 miljoen jaar geleden plotseling veel diverser werd als het gaat om het aantal soorten en de complexiteit ervan: de cambrische explosie. na het Ediacarium. Eerder onderzoek wees uit dat deze diversificatie is gekoppeld aan een forse toename van het zuurstofniveau in de atmosfeer en in de oceanen, die in dezelfde periode plaatsvond. Het was echter nog niet duidelijk waardoor de hoeveelheid zuurstof toenam.
Plagioklaaskristallen
Om dat te achterhalen analyseerden onderzoekers van de Amerikaanse University of Rochester de magnetische eigenschappen van 21 plagioklaaskristallen, een veelvoorkomend mineraal in de aardkorst. De kristallen werden in een 591 miljoen jaar oude rotsformatie in Brazilië gevonden.
Het bijzondere van deze plagioklaaskristallen is, dat ze kleine magnetische mineralen bevatten die de intensiteit van het aardmagnetisch veld in zich hebben opgeslagen op het moment dat ze werden gevormd. Ze zijn dus zeer geschikt om de kracht van het magnetische veld te meten ten tijde van de Ediacarische biota. En wat bleek: toen de kristallen werden gevormd, was het aardmagnetische veld op zijn zwakst ooit. Het was dertig keer zwakker dan nu, gemeten in vergelijkbare kristallen van 2 miljard jaar geleden.
Maar de onderzoekers zetten nog een extra stap: ze combineerden hun resultaten met eerdere metingen om te kunnen vaststellen, dat het aardmagnetische veld in minstens 26 miljoen jaar, van 591 tot 565 miljoen jaar geleden, zo verzwakt bleef. En laat dit nu geheel overeenkomen met de stijging van het zuurstofgehalte tussen de 575 en 565 miljoen jaar geleden.
Meer waterstof ontsnapt
Zou het een met het ander samenhangen? De onderzoekers denken van wel en komen zelfs met een verklaring: ze denken dat het verzwakte, magnetische veld mogelijk meer waterstof heeft laten ontsnappen naar de ruimte, wat resulteerde in een hoger zuurstofgehalte in de atmosfeer en de oceanen op aarde. Dat bevorderde vervolgens de diversificatie van soorten en de complexiteit van organismen. Zo zou de verzwakking van het magnetische veld een belangrijke factor zijn geweest in de evolutie van het leven op aarde.
Het aardmagnetische veld
Het aardmagnetische veld omringt de aarde. Het ontstaat doordat een vloeibaar mengsel van gesmolten ijzer en nikkel in de buitenkern van de aarde om de binnenkern heen beweegt. Die binnenkern bevat een vast mengsel van ijzer en nikkel. Deze beweging ontstaat, doordat de aarde om zijn as draait.
Het magneetveld beschermt ons tegen de ioniserende straling van zonnewind en het effect is tot vele duizenden kilometers in de ruimte merkbaar. Dat gebied wordt de magnetosfeer genoemd. Het aardmagnetische veld wordt begrijpelijkerwijs zwakker naar mate de afstand tot de aarde toeneemt.
Mens en dier maken gebruik van het aardmagnetische veld. Het vormt bijvoorbeeld de basis voor de werking van het kompas en vogels gebruiken het om te navigeren als ze migreren.
Bron:
"Near-collapse of the geomagnetic field may have contributed to atmospheric oxygenation and animal radiation in the Ediacaran Period" - Nature
terug naar het antropisch principe
terug naar het weblog
^