Μια κοσμική έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB) που θα κτυπούσε τη Γη μας θα μπορούσε να είναι καταστροφική για το πλαγκτόν των ωκεανών σε βάθος μέχρι 75 μέτρα, σύμφωνα με μια ομάδα ερευνητών από την Κούβα. Οι εν λόγω οργανισμοί κάνουν έως και το 40% της φωτοσύνθεσης των ωκεανών, έτσι ώστε ένα τέτοιο γεγονός θα μπορούσε να έχει σοβαρό αντίκτυπο στα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα της Γης.
Ευτυχώς αυτή η έκρηξη ακτίνων γάμμα ήταν πολύ μακριά
Οι εκρήξεις ή ριπές ακτίνων γάμμα (GRBs) είναι τα πιο γνωστά λαμπρά περιστατικά που εμφανίζονται στο σύμπαν, απελευθερώνοντας ενέργεια μέχρι και 1044 Joule σε μια στενή δέσμη ακτίνων για αρκετά δευτερόλεπτα. Έρχονται σε δύο τύπους, μακράς και σύντομης διάρκειας, με την πρώτη να είναι η πιο κοινή μορφή, ενώ πιστεύεται ότι προκαλούνται από την κατάρρευση του πυρήνα ενός σουπερνόβα. Μέχρι σήμερα οι GRBs παρατηρήθηκαν μόνο σε μακρινούς γαλαξίες και όχι στον δικό μας Γαλαξία. Ωστόσο, μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι μια τέτοια έκρηξη GRB ήταν υπεύθυνη για την Ορδοβίτσια μαζική εξαφάνιση των ειδών πριν, περίπου, 450 εκατομμύρια χρόνια.
Με αυτό το γεγονός κατά νου, μια ομάδα βιολόγων και φυσικών στο Πανεπιστήμιο της Las Villas στην Κούβα έχουν κάνει ένα μοντέλο τι θα μπορούσε να συμβεί εάν μια κοντινή πηγή GRB – περίπου 6.000 έτη φωτός μακριά μας – κτυπούσε τη Γη σήμερα.
«Η επιθυμία μας ήταν να συνδέσουμε την αστροφυσική με την περιβαλλοντική επιστήμη, η οποία είναι μία αρκετά ανεξερεύνητη περιοχή. Θελήσαμε να μάθουμε πώς οι αστρικές εκρήξεις ενδέχεται να επηρεάσουν την εξέλιξη της ζωής στη Γη," λέει ο φυσικός Rolando Cárdenas
Ριπές ηλεκτρονίων
Όμως, ο κίνδυνος για τη ζωή του πλαγκτόν στους ωκεανούς δεν θα είναι οι ακτίνες-γ αυτές καθαυτές, αλλά οι αναλαμπές της υπεριώδους (UV) ακτινοβολίας που προκαλούνται από την αλληλεπίδραση των ακτίνων γάμμα με την ατμόσφαιρα. Η αρχική άφιξη των ακτίνων γάμμα από την έκρηξη GRB θα αποσπούσε ηλεκτρόνια από τα μόρια του αερίου. Αυτά τα ηλεκτρόνια θα διέγειραν με την σειρά τους άλλα μόρια δημιουργώντας μια εκπομπή φωτονίων στην υπεριώδη UV περιοχή. Σύμφωνα με τον Rolando Cárdenas περίπου το 1-10% των ακτίνων-γ φθάνουν στο έδαφος, με τη μορφή του υπεριώδους φωτός και έχουν την δυνατότητα να καταστρέψουν το πλαγκτόν. Το υπόλοιπο έρχεται με τη μορφή της ορατής ή της υπέρυθρης ακτινοβολίας που είναι λιγότερο επικίνδυνες για τη ζωή.
Προκειμένου να κάνει προσομοίωση των αποτελεσμάτων αυτής της υπεριώδους ακτινοβολίας, η ομάδα εξέτασε την τυπική άλμπεντο των ωκεανών της Γης, προκειμένου να υπολογίσει το υπεριώδες φάσμα σε διαφορετικά βάθη. Επίσης, έλαβε υπόψη την οπτική ποιότητα του νερού γιατί δεν έχουν όλοι οι ωκεανοί την ίδια διαύγεια. Συνδυάζοντας αυτά μαζί με πολλούς άλλους παράγοντες, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι μια έκλαμψη υπεριώδους ακτινοβολίας μπορεί να διεισδύσει μέχρι και σε βάθος 75 m σε καθαρά νερά, καταστρέφοντας έτσι ένα κρίσιμο ένζυμο που απαιτείται για τη φωτοσύνθεση και παράλληλα αναγκάζουν το πλαγκτόν να εκτρέψει ενέργεια από τη φωτοσύνθεση για την επισκευή του κατεστραμμένου DNA.
Η κατάργηση της δυνατότητας του πλαγκτού να φωτοσυνθέσει θα μπορούσε να έχει βαθιά επίδραση στο κλίμα της Γης. Το διοξείδιο του άνθρακα καταναλώνεται σε μεγάλες ποσότητες από ένα μόνο είδος πλαγκτόν των ωκεανών, του Prochlorococcus marinus, που αντιπροσωπεύει το 20% της φωτοσύνθεσης στο σύνολο της βιόσφαιρας της Γης. Το πλαγκτόν είναι επίσης ο πρώτος κρίκος σε πολλές από τις τροφικές αλυσίδες των ωκεανών και η εξαφάνιση τους από μια GRB θα έχει αντίκτυπο σε όλη τη διαδρομή της τροφικής αλυσίδας.
Σπάνιο φαινόμενο σε γαλαξίες πλούσιους σε μέταλλα
Ωστόσο, οι εκπομπές ακτίνων-γ (GRBs) είναι σπάνιες σε γαλαξίες, όπως ο δικός μας Γαλαξίας. «Η πιο πιθανή εξήγηση για αυτό είναι ότι ο Γαλαξίας μας είναι πιο πλούσιος σε μέταλλα – με πολλά στοιχεία βαρύτερα από το ήλιο – ενώ οι GRBs εμφανίζονται σε περιβάλλοντα λιγότερο πλούσια σε μέταλλο», εξηγεί ο Andrew Levan, ένας ερευνητής των GRB στο Πανεπιστήμιο του Warwick της Αγγλίας. Παρά το γεγονός αυτό της σπανιότητας, ένα κτύπημα GRB πάνω στη Γη δεν είναι και τόσο τραβηγμένη υπόθεση.
"Οι εκπομπές GRBs είναι πιθανό να συμβαίνουν και στον δικό μας γαλαξία περίπου κάθε 10 εκατομμύρια χρόνια. Για να επηρεάσουν την Γη θα έπρεπε να είναι ευθυγραμμισμένες οι ακτίνες με εμάς και να μην είναι πολύ μακριά. Ωστόσο, είναι πιθανό ότι κάποια φορά στα 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια της ιστορίας της Γης μας, θα μπορούσε να επηρεαστεί από μια GRB, πρόσθεσε ο Levan.
Τα πορίσματα έγιναν δεκτά για δημοσίευση στο Astrophysics and Space Science .
Πηγή: PhysicsWorld
Leave a Comment