De ruimte raakt ons op zoveel manieren. Meteoren van oude asteroïde-botsingen en stof dat van kometen wordt gespoten, komen elke dag in onze atmosfeer terecht, de meeste ongezien. Kosmische straling ioniseert de atomen in onze bovenste lucht, terwijl de zonnewind slimme manieren vindt om de planetaire magnetosfeer binnen te dringen en de lucht in brand te steken met aurora. We kunnen niet eens naar buiten lopen op een zonnige zomerdag zonder ons zorgen te maken over de door ultraviolet licht brandende huid van de zon.
Dus misschien zou het je niet verbazen dat onze planeet in de loop van de geschiedenis van de aarde ook is getroffen door een van de meest catastrofale gebeurtenissen die het universum te bieden heeft: de explosie van een superreus in een Type II supernova evenement. Na de ineenstorting van de kern van de ster, blaast de uitgaande schokgolf de ster in stukken, waarbij zowel een aantal elementen vrijkomen als ontstaan. Een daarvan is ijzer-60. Terwijl het grootste deel van het ijzer in het universum ijzer-56 is, een stabiel atoom bestaande uit 26 protonen en 30 neutronen, heeft ijzer-60 vier extra neutronen waardoor het een onstabiele radioactieve isotoop wordt.
Als een supernova zich voldoende dicht bij ons zonnestelsel voordoet, is het mogelijk dat sommige van de ejecta zijn weg naar de aarde vinden. Hoe kunnen we deze sterscherven detecteren? Een manier zou zijn om te zoeken naar sporen van unieke isotopen die alleen door de explosie zouden kunnen zijn geproduceerd. Dat is precies wat een team van Duitse wetenschappers heeft gedaan. In een papier eerder deze maand gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences, rapporteren ze de detectie van ijzer-60 in biologisch produceerde nanokristallen van magnetiet in twee sedimentkernen geboord uit de Stille Oceaan.
Magnetiet is een ijzerrijk mineraal dat van nature wordt aangetrokken door een magneet, net zoals een kompasnaald reageert op het magnetische veld van de aarde.Magnetotactische bacteriën, een groep bacteriën die zich oriënteren langs de magnetische veldlijnen van de aarde, bevatten gespecialiseerde structuren, magnetosomen genaamd, waar ze kleine magnetische kristallen opslaan - voornamelijk als magnetiet (of greigiet, een ijzersulfide) in lange ketens. Er werd gedacht dat de natuur al deze moeite deed om de wezens te helpen water te vinden met de optimale zuurstofconcentratie voor hun overleving en reproductie. Zelfs nadat ze dood zijn, blijven de bacteriën zich uitlijnen als microscopisch kleine kompasnaalden terwijl ze zich op de bodem van de oceaan nestelen.
Nadat de bacteriën zijn gestorven, vervallen ze en lossen ze op, maar de kristallen zijn stevig genoeg om te worden bewaard als kettingen van magnetofossielen die lijken op kralenkransen op de kerstboom van de familie. Met behulp van een massaspectrometer, dat het ene molecuul met het grootste nauwkeurigheid plaagt, ontdekte het team 'levende' ijzer-60 atomen in de versteende ketens van magnetietkristallen die door de bacteriën werden geproduceerd. Live betekenis nogsteeds vers. Aangezien de halfwaardetijd van ijzer-60 slechts 2,6 miljoen jaar is, is elk oer-ijzer-60 dat de aarde in zijn vorming heeft gezaaid, allang verdwenen. Als je nu gaat graven en ijzer-60 vindt, kijk je waarschijnlijk naar een supernova als het rokende pistool.
Co-auteurs Peter Ludwig en Shawn Bishop ontdekten samen met het team dat het supernovamateriaal ongeveer 2,7 miljoen jaar geleden op aarde arriveerde nabij de grens van de Pleistoceen en Plioceen tijdperken en regende gedurende 800.000 jaar voordat het ongeveer 1,7 miljoen jaar geleden ten einde liep. Als er ooit een harde regen viel.
De piekconcentratie vond ongeveer 2,2 miljoen jaar geleden plaats, op hetzelfde moment dat onze vroege menselijke voorouders, Homo habilis, gereedschap uit steen hakten. Zijn ze getuige geweest van het verschijnen van een spectaculair heldere "nieuwe ster" aan de nachtelijke hemel? Ervan uitgaande dat de supernova niet werd verduisterd door kosmisch stof, moet het zicht onze tweevoetige relaties op hun knieën hebben gebracht.
Er is zelfs een mogelijkheid dat een toename in kosmische stralen van het evenement beïnvloedde onze atmosfeer en klimaat en leidde mogelijk tot een kleine afsterving in die tijd. Het klimaat in Afrika droogde uit en herhaalde ijstijden kwamen vaak voor naarmate de wereldwijde temperaturen hun afkoelende trend van het Plioceen naar het Pleistoceen voortzetten.
Kosmische straling, die extreem snel bewegende, hoogenergetische protonen en atoomkernen zijn, scheurt moleculen in de atmosfeer op en kan zelfs tijdens een nabijgelegen supernova-explosie binnen ongeveer 50 lichtjaar van de zon naar het oppervlak doordringen. De hoge dosis straling zou het leven in gevaar brengen, terwijl het tegelijkertijd het aantal mutaties zou doen toenemen, een van de creatieve krachten die de diversiteit van het leven in de geschiedenis van onze planeet aandrijven. Leven - altijd een verhaal over het nemen van het goede met het slechte.
De ontdekking van ijzer-60 verstevigt onze verbinding met het universum als geheel. Inderdaad, bacteriën kauwend op supernova-as geven een letterlijke draai aan de beroemde woorden van wijlen Carl Sagan: 'De kosmos is in ons. We zijn gemaakt van sterrenstof. ' Groot of klein, we danken ons leven aan de synthese van elementen in de buiken van sterren.
