Der Weltraum berührt uns auf so viele Arten. Meteore von uralten Asteroiden-Kollisionen und Staub von Kometen dringen jeden Tag in unsere Atmosphäre ein, größtenteils unsichtbar. Kosmische Strahlen ionisieren die Atome in unserer oberen Luft, während der Sonnenwind listige Wege findet, um in die planetare Magnetosphäre einzudringen und den Himmel mit Aurora in Brand zu setzen. Wir können an einem sonnigen Sommertag nicht einmal nach draußen gehen, ohne uns um das ultraviolette Licht der Sonne zu kümmern, das die Haut ausbrennt.
Vielleicht wundern Sie sich also nicht, dass unser Planet im Laufe der Erdgeschichte auch von einem der katastrophalsten Ereignisse des Universums betroffen war: der Explosion eines Überriesensterns in einem Typ II Supernova Veranstaltung. Nach dem Zusammenbruch des Sternkerns bläst die ausgehende Stoßwelle den Stern in Stücke, wobei eine Vielzahl von Elementen freigesetzt und erzeugt werden. Eines davon ist Eisen-60. Während das meiste Eisen im Universum Eisen-56 ist, ein stabiles Atom aus 26 Protonen und 30 Neutronen, hat Eisen-60 vier zusätzliche Neutronen, die es zu einem instabilen radioaktiven Isotop machen.
Wenn eine Supernova ausreichend nahe an unserem Sonnensystem auftritt, können einige der Ejekta ihren Weg bis zur Erde finden. Wie können wir diese Sternscherben erkennen? Eine Möglichkeit wäre, nach Spuren einzigartiger Isotope zu suchen, die nur durch die Explosion entstanden sein könnten. Ein Team deutscher Wissenschaftler hat genau das getan. In einem Papier Anfang dieses Monats in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht, berichten sie über den Nachweis von Eisen-60 in biologisch produzierte Nanokristalle aus Magnetit in zwei aus dem Pazifik gebohrten Sedimentkernen.
Magnetit ist ein eisenreiches Mineral, das von Natur aus von einem Magneten angezogen wird, genau wie eine Kompassnadel auf das Erdmagnetfeld reagiert.Magnetotaktische Bakterien, eine Gruppe von Bakterien, die sich entlang der Erdmagnetfeldlinien orientieren, enthalten spezielle Strukturen, sogenannte Magnetosomen, in denen sie winzige Magnetkristalle speichern - hauptsächlich als Magnetit (oder Greigit, ein Eisensulfid) in langen Ketten. Es wird angenommen, dass die Natur all diese Anstrengungen unternommen hat, um den Kreaturen zu helfen, Wasser mit der optimalen Sauerstoffkonzentration für ihr Überleben und ihre Fortpflanzung zu finden. Selbst wenn sie tot sind, richten sich die Bakterien wie mikroskopisch kleine Kompassnadeln aus, während sie sich auf dem Meeresboden niederlassen.
Nachdem die Bakterien gestorben sind, zerfallen sie und lösen sich auf, aber die Kristalle sind robust genug, um als Ketten von Magnetofossilien erhalten zu bleiben, die Perlengirlanden auf dem Weihnachtsbaum der Familie ähneln. Verwendung einer MassenspektrometerDas Team, das ein Molekül mit Killergenauigkeit von einem anderen neckt, entdeckte "lebende" Eisen-60-Atome in den versteinerten Ketten von Magnetitkristallen, die von den Bakterien produziert werden. Live-Bedeutung noch frisch. Da die Halbwertszeit von Eisen-60 nur 2,6 Millionen Jahre beträgt, ist jedes ursprüngliche Eisen-60, das die Erde in ihrer Formation ausgesät hat, längst verschwunden. Wenn Sie jetzt herumgraben und Eisen-60 finden, sehen Sie wahrscheinlich eine Supernova als rauchende Waffe.
Die Co-Autoren Peter Ludwig und Shawn Bishop stellten zusammen mit dem Team fest, dass das Supernova-Material vor etwa 2,7 Millionen Jahren nahe der Grenze der Erde auf der Erde ankam Epochen des Pleistozäns und des Pliozäns und regnete 800.000 Jahre lang, bevor es vor etwa 1,7 Millionen Jahren zu Ende ging. Wenn jemals ein starker Regen fiel.
Die höchste Konzentration trat vor etwa 2,2 Millionen Jahren auf, als unsere frühen menschlichen Vorfahren, Homo habilis, Werkzeuge aus Stein zersplitterten. Haben sie das Erscheinen eines spektakulär hellen „neuen Sterns“ am Nachthimmel gesehen? Vorausgesetzt, die Supernova wurde nicht durch kosmischen Staub verdeckt, muss der Anblick unsere zweibeinigen Beziehungen auf die Knie gezwungen haben.
Es besteht sogar die Möglichkeit, dass eine Zunahme von kosmische Strahlung Das Ereignis wirkte sich auf unsere Atmosphäre und unser Klima aus und führte möglicherweise zu einem geringfügigen Absterben. Das Klima in Afrika trocknete aus und wiederholte Vereisungszyklen wurden üblich, als die globalen Temperaturen ihren Abkühlungstrend vom Pliozän ins Pleistozän fortsetzten.
Kosmische Strahlen, die sich extrem schnell bewegen, hochenergetische Protonen und Atomkerne sind, zerreißen Moleküle in der Atmosphäre und können sogar während einer nahegelegenen Supernova-Explosion innerhalb von etwa 50 Lichtjahren nach der Sonne an die Oberfläche eindringen. Die hohe Strahlungsdosis würde das Leben gefährden und gleichzeitig die Anzahl der Mutationen erhöhen, eine der kreativen Kräfte, die die Vielfalt des Lebens in der Geschichte unseres Planeten bestimmen. Leben - immer eine Geschichte davon, das Gute mit dem Schlechten zu nehmen.
Die Entdeckung von Eisen-60 festigt unsere Verbindung zum Universum insgesamt weiter. In der Tat fügen Bakterien, die an Supernova-Asche kauen, den berühmten Worten des verstorbenen Carl Sagan eine wörtliche Wendung hinzu: „Der Kosmos ist in uns. Wir sind aus Stars gemacht. “ Ob groß oder klein, wir verdanken unser Leben der Synthese von Elementen im Bauch der Sterne.
