La temporanea rottura del campo magnetico terrestre 42, 000 anni fa ha innescato importanti cambiamenti climatici che hanno portato a cambiamenti ambientali globali ed estinzioni di massa, mostra un nuovo studio internazionale co-guidato dall'UNSW Sydney e dal South Australian Museum.

Questo drammatico punto di svolta nella storia della Terra, intriso di tempeste elettriche, aurore diffuse, e la radiazione cosmica, è stata innescata dall'inversione dei poli magnetici della Terra e dal cambiamento dei venti solari.

I ricercatori hanno soprannominato questo periodo di pericolo "Evento geomagnetico transitorio di Adams", o "Adams Event" in breve, un omaggio allo scrittore di fantascienza Douglas Adams, che ha scritto nella Guida galattica per autostoppisti che "42" era la risposta alla vita, l'universo, e ogni cosa.

I risultati sono pubblicati oggi in Scienza.

"Per la prima volta in assoluto, siamo stati in grado di datare con precisione i tempi e gli impatti ambientali dell'ultimo interruttore del polo magnetico, " dice Chris Turney, professore all'UNSW Science e co-autore principale dello studio.

"I risultati sono stati possibili con antichi alberi kauri della Nuova Zelanda, che sono stati conservati nei sedimenti per oltre 40, 000 anni.

"Usando gli alberi secolari potremmo misurare, e data, il picco dei livelli di radiocarbonio atmosferico causato dal collasso del campo magnetico terrestre".

Mentre gli scienziati sapevano già che i poli magnetici si erano temporaneamente capovolti intorno a 41-42, 000 anni fa (conosciuta come "Escursione di Laschamps"), non sapevano esattamente come avesse avuto un impatto sulla vita sulla Terra, se non del tutto.

Ma i ricercatori sono stati in grado di creare una scala temporale dettagliata di come l'atmosfera terrestre è cambiata in questo periodo analizzando gli anelli sugli antichi alberi kauri.

"Gli alberi kauri sono come la stele di Rosetta, aiutandoci a mettere insieme le registrazioni dei cambiamenti ambientali nelle grotte, carote di ghiaccio e torbiere in tutto il mondo, ", afferma il co-responsabile del professor Alan Cooper, Ricercatore onorario presso il South Australian Museum.

I ricercatori hanno confrontato la scala temporale appena creata con i record di siti in tutto il Pacifico e l'hanno utilizzata nella modellazione del clima globale, scoprendo che la crescita delle calotte glaciali e dei ghiacciai sul Nord America e i grandi cambiamenti nelle principali fasce di vento e nei sistemi di tempeste tropicali potrebbero essere ricondotti all'evento di Adams.

Uno dei loro primi indizi è stato che la megafauna in tutta l'Australia continentale e in Tasmania ha subito estinzioni simultanee 42, 000 anni fa.

"Questo non era mai sembrato giusto, perché è passato molto tempo dall'arrivo degli aborigeni, ma più o meno nello stesso periodo in cui l'ambiente australiano si spostò nell'attuale stato arido, "dice il prof. Cooper.

Il documento suggerisce che l'evento di Adams potrebbe spiegare molti altri misteri evolutivi, come l'estinzione dei Neandertal e l'improvvisa diffusione dell'arte figurativa nelle grotte di tutto il mondo.

"È la scoperta più sorprendente e importante in cui sia mai stato coinvolto, "dice il prof. Cooper.

La tempesta (cosmica) perfetta

Il polo nord magnetico, cioè la direzione verso cui punta l'ago della bussola—non ha una posizione fissa. Di solito oscilla vicino al Polo Nord (il punto più settentrionale dell'asse terrestre) nel tempo a causa di movimenti dinamici all'interno del nucleo terrestre, proprio come il polo sud magnetico.

Qualche volta, per motivi non chiari, i movimenti dei poli magnetici possono essere più drastici. Intorno al 41, 000-42, 000 anni fa si sono completamente scambiati di posto.

"L'escursione di Laschamps è stata l'ultima volta che i poli magnetici si sono invertiti, " dice il prof. Turney. "Si sono scambiati di posto per circa 800 anni prima di cambiare idea e tornare di nuovo".

Fino ad ora, la ricerca scientifica si è concentrata sui cambiamenti avvenuti mentre i poli magnetici erano invertiti, quando il campo magnetico è stato indebolito a circa il 28 percento della sua forza attuale.

Ma secondo i risultati del team, la parte più drammatica è stata la fase iniziale del capovolgimento, quando i poli stavano migrando attraverso la Terra.

"Il campo magnetico terrestre è sceso solo dello 0-6 percento durante l'evento Adams, " dice il Prof. Turney.

"Essenzialmente non avevamo alcun campo magnetico:il nostro scudo per le radiazioni cosmiche era completamente sparito".

Durante la rottura del campo magnetico, il Sole ha sperimentato diversi "Grandi Minimi Solari" (GSM), periodi a lungo termine di attività solare tranquilla.

Anche se un GSM significa meno attività sulla superficie del Sole, l'indebolimento del suo campo magnetico può significare che più condizioni meteorologiche spaziali, come i brillamenti solari e i raggi cosmici galattici, potrebbero dirigersi verso la Terra.

"La radiazione non filtrata dallo spazio ha fatto a pezzi le particelle d'aria nell'atmosfera terrestre, separare gli elettroni ed emettere luce, un processo chiamato ionizzazione, " dice il Prof. Turney.

"L'aria ionizzata ha 'fritto' lo strato di ozono, innescando un'ondata di cambiamento climatico in tutto il mondo".

Nelle grotte

Spettacoli di luci abbaglianti sarebbero stati frequenti nel cielo durante l'evento Adams.

Aurora boreale e aurora australe, noto anche come l'aurora boreale e australe, sono causati dai venti solari che colpiscono l'atmosfera terrestre.

Solitamente limitato alle parti polari settentrionali e meridionali del globo, le viste colorate sarebbero state diffuse durante la rottura del campo magnetico terrestre.

"I primi esseri umani in tutto il mondo avrebbero visto aurore incredibili, veli e lenzuola luccicanti nel cielo, "dice il prof. Cooper.

L'aria ionizzata, che è un ottimo conduttore di elettricità, avrebbe anche aumentato la frequenza delle tempeste elettriche.

"Deve sembrare la fine dei giorni, "dice il prof. Cooper.

I ricercatori teorizzano che i drammatici cambiamenti ambientali potrebbero aver indotto i primi esseri umani a cercare più riparo. Questo potrebbe spiegare l'improvvisa comparsa dell'arte rupestre in tutto il mondo all'incirca 42, 000 anni fa.

"Pensiamo che il forte aumento dei livelli di UV, soprattutto durante i brillamenti solari, renderebbero improvvisamente le grotte ripari molto preziosi, " dice il prof. Cooper. "Il motivo comune dell'arte rupestre delle impronte di mani ocra rossa potrebbe indicare che veniva usato come protezione solare, una tecnica usata ancora oggi da alcuni gruppi.

"Le incredibili immagini create nelle grotte durante questo periodo sono state conservate, mentre altre opere d'arte in aree aperte da allora sono state erose, facendo sembrare che l'arte inizi improvvisamente 42, 000 anni fa."

Alla scoperta di antichi indizi

Questi risultati arrivano due anni dopo la scoperta di un antico albero kauri particolarmente importante a Ngāwhā, Northland.

L'albero massiccio, con un tronco lungo più di due metri e mezzo, era vivo durante i Laschamps.

"Come altri tronchi kauri sepolti, il legno dell'albero Ngāwhā è così ben conservato che la corteccia è ancora attaccata, " dice il dottor Jonathan Palmer dell'UNSW, specialista nella datazione degli anelli degli alberi (dendrocronologia). Il Dr. Palmer ha studiato le sezioni trasversali degli alberi presso il Chronos 14Carbon-Cycle Facility dell'UNSW Science.

Usando la datazione al radiocarbonio, una tecnica per datare antichi relitti o eventi, il team ha monitorato i cambiamenti nei livelli di radiocarbonio durante l'inversione del polo magnetico. Questi dati sono stati tracciati insieme agli anelli di crescita annuale degli alberi, che agisce come un accurato, marca temporale naturale.

La nuova scala temporale ha contribuito a rivelare il quadro di questo periodo drammatico nella storia della Terra. Il team è stato in grado di ricostruire la catena di eventi ambientali e di estinzione utilizzando modelli climatici.

"Più guardavamo i dati, più tutto indicava 42, " dice il prof. Turney. "Era inquietante.

"Douglas Adams era chiaramente su qualcosa, Dopotutto."

Un accelerante come nessun altro

Mentre i poli magnetici spesso vagano, alcuni scienziati sono preoccupati per l'attuale rapido movimento del polo magnetico nord attraverso l'emisfero settentrionale.

"Questa velocità, insieme all'indebolimento del campo magnetico terrestre di circa il 9% negli ultimi 170 anni, potrebbe indicare un'imminente inversione, "dice il prof. Cooper.

"Se un evento simile accadesse oggi, le conseguenze sarebbero enormi per la società moderna. La radiazione cosmica in arrivo distruggerebbe le nostre reti elettriche e satellitari".

Il prof. Turney afferma che la crisi climatica indotta dall'uomo è abbastanza catastrofica senza introdurre grandi cambiamenti solari o un'inversione dei poli nel mix.

"La nostra atmosfera è già piena di carbonio a livelli mai visti prima dall'umanità, " dice. "Un'inversione del polo magnetico o un cambiamento estremo nell'attività del Sole sarebbero acceleratori del cambiamento climatico senza precedenti.

"Abbiamo urgente bisogno di ridurre le emissioni di carbonio prima che un evento così casuale si ripeta".