Wetenschappers van NASA en de Universiteit van Kansas zeggen dat een massale uitsterving op aarde honderden miljoenen jaren geleden veroorzaakt zou kunnen zijn door een sterexplosie die een gammastraaluitbarsting wordt genoemd. De wetenschappers hebben geen direct bewijs dat een dergelijke uitbarsting het oude uitsterven heeft geactiveerd. De kracht van hun werk is hun atmosferische modellering - in wezen een 'wat als'-scenario.
De wetenschappers berekenden dat gammastraling van een relatief nabije sterexplosie, die slechts tien seconden op de aarde valt, tot de helft van de beschermende ozonlaag van de atmosfeer kan aantasten. Het herstel kan minimaal vijf jaar duren. Als de ozonlaag beschadigd is, kan ultraviolette straling van de zon een groot deel van het leven op het land en in de buurt van het oppervlak van oceanen en meren doden en de voedselketen verstoren.
Gammaflitsen in ons Melkwegstelsel zijn inderdaad zeldzaam, maar de wetenschappers schatten dat er in de afgelopen miljard jaar minstens één nabije aarde waarschijnlijk de aarde heeft geraakt. Het leven op aarde zou minstens 3,5 miljard jaar geleden zijn verschenen. Dit onderzoek, ondersteund door een NASA Astrobiology-subsidie, vertegenwoordigt een grondige analyse van de "massa-extinctie" -hypothese die voor het eerst werd aangekondigd door leden van dit wetenschapsteam in september 2003.
"Een gammastraaluitbarsting die binnen 6000 lichtjaar van de aarde afkomstig is, zou een vernietigend effect hebben op het leven", zegt dr. Adrian Melott van de afdeling Fysica en Astronomie van de Universiteit van Kansas. "We weten niet precies wanneer er een kwam, maar we zijn er vrij zeker van dat het is gekomen - en zijn sporen heeft achtergelaten. Het meest verrassende is dat slechts een burst van 10 seconden jaren van verwoestende ozonschade kan veroorzaken. "
Een wetenschappelijk artikel dat deze bevinding beschrijft, verschijnt in Astrophysical Journal Letters. De hoofdauteur is Brian Thomas, een Ph.D. kandidaat aan de Universiteit van Kansas die Melott adviseert.
Gammaflitsen zijn de krachtigste explosies die we kennen. De meeste zijn afkomstig uit verre sterrenstelsels en een groot percentage komt waarschijnlijk voort uit explosies van sterren die meer dan 15 keer zo zwaar zijn als onze zon. Een burst veroorzaakt twee tegengesteld gerichte bundels gammastralen die de ruimte in racen.
Thomas zegt dat een gammastraaluitbarsting de Ordovicium 450 miljoen jaar geleden heeft kunnen uitsterven, waarbij 60 procent van alle ongewervelde zeedieren is omgekomen. Het leven was grotendeels beperkt tot de zee, hoewel er in deze periode sprake is van primitieve landplanten.
In het nieuwe werk gebruikte het team gedetailleerde computermodellen om de effecten van een nabije gammastraaluitbarsting op de atmosfeer en de gevolgen voor het leven te berekenen.
Thomas berekende met Dr. Charles Jackman van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., Het effect van een nabije gammastraaluitbarsting op de atmosfeer van de aarde. Gammastraling, een hoogenergetische vorm van licht, kan moleculaire stikstof (N2) breken tot stikstofatomen, die reageren met moleculaire zuurstof (O2) om stikstofoxide (NO) te vormen. NO vernietigt ozon (O3) en produceert stikstofdioxide (NO2). NO2 zal dan reageren met atomaire zuurstof om NO te hervormen. Meer NO betekent meer ozonvernietiging. Computermodellen laten zien dat binnen enkele weken tot de helft van de ozonlaag is vernietigd. Vijf jaar later wordt nog steeds minstens 10 procent vernietigd.
Vervolgens berekenden Thomas en medestudent Daniel Hogan, een student, het effect van ultraviolette straling op het leven. Diepzeewezens die enkele meters onder water leven, zouden worden beschermd. Aan de oppervlakte wonend plankton en ander leven aan de oppervlakte zouden echter niet overleven. Plankton is de basis van de mariene voedselketen.
Dr. Bruce Lieberman, een paleontoloog aan de Universiteit van Kansas, kwam op het idee dat een gammastraaluitbarsting specifiek de grote Ordovicium-uitsterving had kunnen veroorzaken, 200 miljoen jaar voor de dinosauriërs. Een ijstijd zou deze uitsterving hebben veroorzaakt. Maar een gammastraaluitbarsting had al vroeg een snelle uitsterving kunnen veroorzaken en zou ook de aanzienlijke daling van de oppervlaktetemperatuur op aarde kunnen veroorzaken.
"Een onbekende variabele is de snelheid van lokale gammaflitsen", zegt Thomas. 'De uitbarstingen die we vandaag detecteren, zijn miljarden jaren geleden ver weg ontstaan, voordat de aarde zich vormde. Onder de miljarden sterren in onze Melkweg is de kans groot dat een enorme relatief dicht bij elkaar ontplofte en gammastralen onze kant op stuurde. " De Swift-missie, gelanceerd in november 2004, zal helpen bij het bepalen van de recente burst-snelheden. Andere teamleden zijn Dr. Claude Laird van de Universiteit van Kansas en Drs. Richard Stolarski, John Cannizzo en Neil Gehrels van NASA Goddard.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
