Сначала проясним, от чего зависит уровень напряженности магнитного поля Земли и как часто он снижался на нашей планете.
Начнем с самого драматического физического явления — инверсии магнитного поля планеты. При ней северный и южный магнитные полюса меняются местами, и стрелка компаса начинает показывать противоположное направление. Специалисты предполагают, что во время таких инверсий, вызванных изменениями в ядре планеты, магнитосфера Земли ослабевала настолько, что космическое излучение могло достигать поверхности нашей планеты и наносить серьезный вред всему живому.
К счастью, за время существования вида Homo sapiens (он появился примерно 200 тысяч лет назад) на Земле не происходило ни одной такой инверсии. До нас же эти эпохальные события случались, и не раз. Предположительно, последнее произошло около 780 тысяч лет назад.
Но бывают и кратковременные изменения магнитного поля Земли, во время которых ориентация полюсов меняется всего на 40-45% от предыдущей позиции. Оно тоже сопровождается снижением напряженности магнитного поля. Последний и пока единственно доказанный такой сдвиг произошел примерно 42 тысячи лет назад, в конце последнего ледникового периода. Это геомагнитное изменение получило название «экскурс Лашампа». Его зафиксировали в конце 1960-х годов в потоках лавы Лашамп (французский поселок, возле которого производились работы). По остаточному магнитному полю древней лавы специалисты выяснили, что Землю тогда защищало всего 6% от нынешней силы магнитного поля.
Но вот к каким именно изменениям климата и условий жизни могло это привести, ученые выяснили только сейчас. Поводом начать моделирование климата, происходившее при жизни неандертальцев, послужила новая находка 2019 года в Новой Зеландии. Там специалисты нашли окаменелое дерево каури, жившее 1700 лет во время экскурса Лашампа.
Цепочка наших рассуждений об этом событии выстраивается от этой находки, - говорит один из авторов работы Евгений Розанов, руководивший математическим моделированием климата, сотрудник Физико-метеорологической обсерватории Давоса, выпускник Санкт-Петербургского государственного университета. – Сначала наши коллеги получили данные о ширине годичных колец каури и его составе. К этим данным прибавились данные о росте концентрации радиоуглерода (углерода-14), который образуется в атмосфере в результате воздействия галактического излучения, а также бериллия-10.
Кроме того, наши коллеги установили, что кроме ослабления магнитного поля Земли в описываемый период произошло несколько солнечных минимумов (при них снижается защита Земли от космических лучей). Эти два фактора привели к тому, что ионизация за счет галактического излучения возросла на Земле в разы.
– Какой вклад внесли российская сторона в это исследование?
– У нас есть проект, который как раз посвящен изучению экстремальных событий на озоновый слой. Нас попросили рассчитать потенциальные последствия экскурса Лашампа. Мы включили в нашу модель степень ионизации атмосферы, провели численные эксперименты с учетом различных конфигураций магнитного поля и солнечной активности. Выяснилось, что 42 тысячи лет назад происходило существенное падение концентрации озона и рост ультрафиолета, который вреден для кожи и глаз. Также произошло изменение температурного и ветрового режима.
– К чему же это привело?
– К перераспределению температуры. Европа стала на два градуса теплее, а Атлантический океан остыл.
– Живые существа могли пострадать?
– Теоретически, им, конечно, было не комфортно. Из-за изменения климата (там, где был цветущий оазис, из-за смещения циркуляции ветров начались засухи), из-за увеличившейся в разы радиации, которая могла выжигать глаза. Возможно, чтобы прятаться от чересчур сильного дневного света, неандертальцы и ушли в пещеры.
Найдена наскальная живопись тех времен с изображением не только древних мамонтов и оленей, но и светящегося неба, напоминающего авроральные свечения. В настоящее время, поскольку наше магнитное поле достаточно сильно, такие полярные сияния мы можем наблюдать только в северных районах. Тогда они могли наблюдаться даже на широтах тропиков.
- Такое явление может повториться?
- Мы можем только посмотреть, что происходит в настоящее время, и предположить возможный сценарий. Северный магнитный полюс сейчас стремительно смещается из Канады в сторону России, а южный, соответственно, движется ему навстречу. Скорость этого смещения уже доходит до 50-60 километров в год. Ожидает ли нас второй «Лашамп» или смещение все-таки остановится, пока точно сказать не берется никто.
По словам Евгения Розанова, вопросов осталось еще много. В частности, ученым хотелось бы изучить последствия экскурса Лашампа на биосферу. «Тогда мы могли бы точно установить, насколько в результате того древнего события сдвинулись климатические зоны. Мы планирует заняться этими исследованиями в ближайшее время».
