Las supernovas y la vida en la Tierra

Los científicos han descubierto la evidencia que demuestra una estrecha conexión entre la fracción de materia orgánica enterrada en los sedimentos y los cambios en la ocurrencia de supernovas. Esta correlación es evidente durante los últimos 3.500 millones de años y con mayor detalle durante los 500 millones de años anteriores.

La correlación indica que las supernovas han establecido condiciones esenciales bajo las cuales tenía que existir la vida en la Tierra. Esto se concluye en un nuevo artículo de investigación publicado en la revista científica Geophysical Research Letters por el investigador principal Dr. Henrik Svensmark, DTU Space.

Las supernovas y el clima en la Tierra

Según el artículo, una explicación del vínculo observado entre las supernovas y la vida es que las supernovas influyen en el clima de la Tierra.

Una gran cantidad de supernovas conduce a un clima frío con una diferencia de temperatura significativa entre el ecuador y las regiones polares. Esto da como resultado fuertes vientos y la mezcla de océanos, vitales para llevar nutrientes a los sistemas biológicos.

La alta concentración de nutrientes conduce a una mayor bioproductividad y un enterramiento más extenso de materia orgánica en los sedimentos.

Un clima cálido tiene vientos más débiles y menos mezcla de los océanos, menor suministro de nutrientes, una bioproductividad más pequeña y menos enterramiento de materia orgánica.

"Una consecuencia fascinante es que mover la materia orgánica a los sedimentos es indirectamente la fuente de oxígeno. La fotosíntesis produce oxígeno y azúcar a partir de la luz, el agua y el CO2. Sin embargo, si la materia orgánica no se mueve a los sedimentos, el oxígeno y la materia orgánica se convierten en CO2 y agua. El entierro de material orgánico evita esta reacción inversa. Por lo tanto, las supernovas controlan indirectamente la producción de oxígeno, y el oxígeno es la base de toda vida compleja", dice el autor Henrik Svensmark.

En el documento, una medida de la concentración de nutrientes en el océano durante los últimos 500 millones de años se correlaciona razonablemente con las variaciones en la frecuencia de las supernovas. La concentración de nutrientes en los océanos se encuentra midiendo los oligoelementos en pirita (FeS2, también llamado oro de los tontos) incrustados en esquisto negro, que se sedimenta en el lecho marino.

Es posible estimar la fracción de material orgánico en los sedimentos midiendo el carbono-13 en relación con el carbono-12. Dado que la vida prefiere el átomo de carbono-12 más liviano, la cantidad de biomasa en los océanos del mundo cambia la proporción entre el carbono-12 y el carbono-13 medido en los sedimentos marinos.

"La nueva evidencia apunta a una extraordinaria interconexión entre la vida en la Tierra y las supernovas, mediada por el efecto de los rayos cósmicos en las nubes y el clima", dice Henrik Svensmark.

El vínculo con el clima

Estudios previos de Svensmark y sus colegas han demostrado que los iones ayudan a la formación y el crecimiento de aerosoles, lo que influye en la fracción de nubes. Dado que las nubes pueden regular la energía solar que puede llegar a la superficie de la Tierra, el vínculo nube-rayos cósmicos es importante para el clima. La evidencia empírica muestra que el clima de la Tierra cambia cuando cambia la intensidad de los rayos cósmicos. La frecuencia de las supernovas puede variar en varios cientos por ciento en escalas de tiempo geológico, y los cambios climáticos resultantes son considerables.

“Cuando las estrellas pesadas explotan, producen rayos cósmicos hechos de partículas elementales con energías enormes. Los rayos cósmicos viajan a nuestro sistema solar, y algunos terminan su viaje chocando con la atmósfera terrestre. Aquí, son los encargados de ionizar la atmósfera”, dice Svensmark .

Referencia
Supernova Rates and Burial of Organic Matter. Henrik Svensmark. Geophysical Research Letters. January 2022.
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL096376