Vida na Terra parece intimamente conectada aos raios cósmicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/01/2022

Ilustração da Via Láctea vista da Terra. As supernovas aceleram os raios cósmicos para altas energias, essas partículas entram na atmosfera da Terra e produzem as chamadas chuvas de partículas secundárias. Um resultado surpreendente é que as mudanças nos raios cósmicos ao longo da história influenciaram a vida na Terra.
[Imagem: H. Svensmark/DTU Space]

Raios cósmicos e a vida

Parece haver uma conexão muito estreita entre a fração de matéria orgânica contida nos sedimentos encontrados na Terra e as mudanças na ocorrência de supernovas, gigantescas explosões que marcam o fim da vida de estrelas muito grandes.

As supernovas são a principal fonte de raios cósmicos, que não são realmente raios, mas partículas de alta energia.

Os dados mostram essa correlação durante os últimos 3,5 bilhões de anos, e mais ainda nos 500 milhões de anos mais recentes, para os quais os registros são mais confiáveis.

Com isto, pode-se dizer que correlação entre raios cósmicos e matéria orgânica indica que as supernovas estabeleceram condições essenciais para a existência da vida na Terra.

Essa é a conclusão do professor Henrik Svensmark, da Universidade Técnica da Dinamarca.

"Quando estrelas massivas explodem, elas produzem raios cósmicos feitos de partículas elementares com enormes energias. Os raios cósmicos viajam para o nosso Sistema Solar, e alguns terminam sua jornada colidindo com a atmosfera da Terra. Aqui, eles são responsáveis por ionizar a atmosfera," explica ele.

A correlação identificada por Svensmark vem reforçar a ideia de que os raios cósmicos podem ter moldado a vida na Terra.

Supernovas influenciam clima da Terra

De acordo com Svensmark, uma explicação para a ligação observada entre as supernovas e a vida é que as supernovas influenciam o clima da Terra.

Já existe uma grande quantidade de estudos associando os raios cósmicos com a vida.
[Imagem: Globus & Blandford - 10.3847/2041-8213/ab8dc6]

Um grande número de supernovas leva a um clima frio, com uma diferença significativa de temperatura entre o equador e as regiões polares. Isto resulta em ventos fortes e na agitação dos oceanos, vital para o fornecimento de nutrientes aos sistemas biológicos. A alta concentração de nutrientes leva a uma maior bioprodutividade e, por consequência, a um soterramento mais extenso de matéria orgânica nos sedimentos.

Um clima mais quente, por outro lado, tem ventos mais fracos e menos mistura nos oceanos, uma diminuição do suprimento de nutrientes, uma menor bioprodutividade e menos soterramento de matéria orgânica.

"Uma consequência fascinante é que mover matéria orgânica para os sedimentos é indiretamente fonte de oxigênio. A fotossíntese produz oxigênio e açúcar a partir da luz, água e CO₂. No entanto, se a matéria orgânica não for movida para os sedimentos, o oxigênio e a matéria orgânica se transformam em CO₂ e água. O soterramento de material orgânico impede essa reação reversa. Portanto, as supernovas controlam indiretamente a produção de oxigênio, e o oxigênio é a base de toda a vida complexa," propõe Svensmark.

Nutrientes e raios cósmicos

O pesquisador afirma ter encontrado nos dados dos últimos 500 milhões de anos uma concentração de nutrientes no oceano "que se correlaciona razoavelmente" com as variações na frequência das supernovas.

A concentração de nutrientes nos oceanos foi medida por elementos presentes na pirita (FeS₂, também chamada de ouro de tolo) embutida no xisto preto, que está sedimentado no fundo do mar.

É possível estimar a fração de material orgânico nos sedimentos medindo o carbono-13 em relação ao carbono-12. Visto que a vida prefere o átomo mais leve de carbono-12, a quantidade de biomassa nos oceanos do mundo muda a proporção entre o carbono-12 e o carbono-13 medida nos sedimentos marinhos.

"As novas evidências apontam para uma extraordinária interconexão entre a vida na Terra e as supernovas, mediada pelo efeito dos raios cósmicos nas nuvens e no clima," conclui Svensmark.

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