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生命体の多様性に影響を与える地球外プロセスは、通常、人間の目には見えません。 天の川は、大きな星が爆発する場所であり、衝撃波面が宇宙線粒子を高エネルギーに加速する超新星残骸につながります。 宇宙線は太陽系に到達し、そこで大気と衝突して大気をイオン化する二次粒子のカスケードを生成します。 イオンは、最終的に気候に影響を与える雲の形成に影響を与えます。 したがって、超新星活動の変化は気候を変化させ、生命に不可欠な栄養素を混合して生態系に輸送する役割を果たします。 クレジット: Henrik Svensmark、DTU Space
に発表された新しい研究 生態学と進化 DTU Space の Henrik Svensmark は、超新星とも呼ばれる星の爆発が、過去 5 億年にわたって海洋生物の多様性に大きな影響を与えてきたことを示しました。
化石の記録は広く研究されており、地質学的歴史を通じて生命体の多様性に大きな変化があったことが明らかになりました。 進化生物学における基本的な問題は、これらの変動の原因となるプロセスを特定することです。
新しい研究では、驚くべき発見が明らかになりました。近くの超新星の数の変動は、過去 5 億年にわたる海洋属の生物多様性の変化に密接に対応しています。 この相関関係は、海洋多様性曲線を調整して浅い沿岸海域の変化を説明すると明らかになります。これは、ほとんどの海洋生物に生息地を提供し、拡大または縮小するにつれて進化の新しい機会を提供するため重要です。 したがって、利用可能な浅い海域の変化は、生物多様性を形作る上で役割を果たします。
「超新星と多様性の関係について考えられる説明は、超新星が地球の気候に影響を与えるということです」と、論文の著者で DTU Space の上級研究員である Henrik Svensmark は述べています。
「超新星爆発の数が多いと、赤道と極域の温度差が大きくなり、寒冷な気候になります。 その結果、風が強くなり、海洋が混合し、生命に不可欠な栄養素が大陸棚に沿った地表水に運ばれます。」
相対的な超新星の履歴 (黒い曲線) の変動と属レベルの多様性曲線を比較したものは、浅い海洋縁 (海岸沿いの浅い領域) の領域で正規化されています。 茶色と薄緑色の曲線は、主要な海洋動物の属レベルの多様性です。 オレンジ色は海洋無脊椎動物の属レベルの多様性です。 最後に、濃い緑色の曲線はすべての海洋動物の属レベルの多様性です。 地質時代の略語は、Cm カンブリア紀、O オルドビス紀、S シルル紀、D デボン紀、C 石炭紀、P ペルム紀、Tr 三畳紀、J ジュラ紀、K 白亜紀、Pg 古第三紀、Ng 新第三紀です。 クレジット: Henrik Svensmark、DTU Space
この論文は、超新星が栄養素の輸送に影響を与えることにより、一次生物生産性に不可欠であると結論付けています。 総一次生物生産性は生態系にエネルギーを提供し、生物生産性の変化が生物多様性に影響を与える可能性があるという憶測が示唆されています。 現在の結果は、この仮説と一致しています。
Henrik Svensmark は、「新しい証拠は、雲と気候に対する宇宙線の影響によって媒介される、地球上の生命と超新星との関係を示しています」と述べています。
超新星と気候
重い星が爆発すると、巨大なエネルギーを持つ素粒子である宇宙線が発生します。 宇宙線は太陽系に到達し、地球の大気に衝突して旅を終えるものもあります。 以下で参照される Henrik Svensmark と同僚による以前の研究は、雲の形成に必要なエアロゾルの形成と成長を助けるイオンの主要な供給源になることを示しています。
雲は地表に到達する太陽エネルギーを調節できるため、宇宙線エアロゾル雲は気候に影響を与えます。 宇宙線の強度が何百万年にもわたって数百パーセント変化すると、気候が大幅に変化するという証拠が示されています。
参照: 「顕生代の生物多様性に対する超新星の永続的な影響」、Henrik Svensmark、2023 年 3 月 16 日、 生態学と進化.
DOI: 10.1002/ece3.9898
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