Группа учёных из NASA и Университета Лидса показала значимую статистическую связь между уровнем кислорода в атмосфере и силой геомагнитного поля Земли за последние 540 млн лет. Это впервые было установлено методом прямого сравнения палеомагнитных и геохимических данных.
Исследователи собрали два независимых массива: палеомагнитные записи, отражающие виртуальный геомагнитный дипольный момент (VGADM), и прокси-данные кислорода, включая анализ древнего угля и слоёв бескислородных условий в океане. При этом коэффициент корреляции около 0,72 указывает на сильную синхронность изменений.
Максимумы и минимумы VGADM совпадают с пиками и провалами кислорода. Особенно выражено это совпадение в интервале 330–220 млн лет назад, покрывающем поздний Пермский и триас–юрский периоды. Учёные подчёркивают, что подобное наблюдение — важное свидетельство связи между внутренней динамикой Земли и условиями на поверхности.
Иллюстрация: NASA's Goddard Space Flight Center / Conceptual Image Laboratory
Что стоит за этой связью? Исследователи рассматривают две гипотезы. Первая: мощное магнитное поле защищало атмосферу от солнечного ветра, снижая утечку газа, включая кислород, и создавая условия для его накопления. Вторая: тектоника, управляя движением континентов и тепловыми потоками в мантии, одновременно влияет на геодинамику ядра (и геомагнетизм) и на кислородный цикл на поверхности.
Пока что сложно однозначно сказать, одна ли величина влияет на другую или обе управляются третьим фактором. Однако синхронность без временного лага доказывает, что связь не случайна: пульсации магнитного поля и кислорода шли «в унисон».
Это открытие меняет представление о роли геодинамо — турбулентного движения расплавленного железа в ядре — в формировании пригодной среды для жизни. До сих пор модели планет не учитывали магнитное поле в долгосрочной модели кислородной эволюции, хотя теперь это становится очевидным упущением.
Перспективы масштабны. Если гипотеза с защитной ролью поля подтвердится — это важнейшее знание в планетологии: при поисках жизни вне Земли нужно учитывать наличие длительного мощного геомагнетизма наряду с кислородом. Слабое магнитное поле у Марса и Венеры могло стать причиной утраты их атмосферы.
Учёные планируют расширить анализ на более глубокое прошлое и добавить другие газовые признаки, такие как азот. Это поможет выяснить, общая ли закономерность для всех атмосферных компонентов — или связь касается только кислорода.
