化石記錄已被廣泛研究,揭示了整個地質歷史中生命形式多樣性的重大變化。進化生物學的一個基本問題是確定導致這些波動的過程。新的研究發現了一個令人驚訝的發現:附近超新星數量的波動與過去5億年來海洋物種的生物多樣性的變化密切相關。
當對海洋多樣性曲線進行調整以考慮到沿海淺海區域的變化時,這種相關性就變得很明顯了,因為這些區域為大多數海洋生物提供了棲息地,并隨著它們的擴大或縮小提供了新的進化機會。因此,可用的淺海區域的改變在塑造生物多樣性方面發揮了作用。
"超新星-多樣性聯系的一個可能的解釋是,超新星影響了地球的氣候,"該論文的作者、DTU Space的高級研究員Henrik Svensmark說。"大量的超新星導致了寒冷的氣候,赤道和極地之間有很大的溫差。這導致更強的風,海洋混合,并將生命必需的營養物質運送到大陸架沿線的表層水。"
相對超新星歷史的變化(黑色曲線)與以淺海邊緣(沿海的淺水區)面積為標準的屬級多樣性曲線的比較。棕色和淺綠色的曲線是主要海洋動物的屬級多樣性。橙色是海洋無脊椎動物屬級多樣性。最后,深綠色曲線是所有海洋動物的屬級多樣性。地質時期的縮寫是Cm寒武紀,O奧陶紀,S志留紀,D泥盆紀,C石炭紀,P二疊紀,Tr三疊紀,J侏羅紀,K白堊紀,Pg古新世,Ng新世。資料來源:Henrik Svensmark, DTU Space
該論文的結論是,超新星通過影響營養物質的運輸,對初級生物生產力至關重要。總的初級生物生產力為生態系統提供能量,推測表明生物生產力的變化可能影響生物多樣性。目前的結果與這一假說一致。
Henrik Svensmark說:"新的證據指出了地球上的生命與超新星之間的聯系,其媒介是宇宙射線對云和氣候的影響。"
當重型恒星爆炸時,它們會產生宇宙射線,這是具有巨大能量的基本粒子。宇宙射線來到我們的太陽系,其中一些以碰撞地球的大氣層而結束其旅程。Henrik Svensmark及其同事以前的研究表明,它們成為離子的主要來源,幫助形成和增長云層形成中所需要的氣溶膠。
由于云層可以調節到達地球表面的太陽能,宇宙射線-氣溶膠-云層影響著氣候。證據顯示,當宇宙射線的強度在幾百萬年內發生百分之幾百的變化時,氣候會發生實質性的轉變。
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