29 juni 2025

NASA-wetenschappers ontdekken verband tussen zuurstofniveaus en magnetisch veld op aarde

De zonnewind stroomt rond het magnetisch veld van de aarde. Een nieuwe NASA-studie suggereert dat de hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer en de sterkte van het magnetisch veld al meer dan een half miljard jaar met elkaar in verband staan.
NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Laboratory

Een team geofysici, verbonden aan NASA’s Goddards Space Flight Center, in Maryland, heeft ontdekt dat het aardmagnetisch veld en de zuurstofniveaus onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Hun onderzoek suggereert dat processen diep in de aarde de bewoonbaarheid van het aardoppervlak kunnen beïnvloeden. De geofysici stellen dat dit onderzoek de eerste ontdekking ooit is, die een verband legt tussen het aardmagnetisch veld en het zuurstofgehalte. Hoofdauteur van de studie is Weijia Kuang, senior wetenschapper bij het Geodesie- en Geofysicalab van het GSFC, en stelt dat de sterkte van het aardmagnetisch veld de afgelopen 540 miljoen jaar gelijk opgegaan is met het percentage zuurstof in de atmosfeer van de aarde, maar dat het onduidelijk blijft of de een de ander beïnvloedt, of dat andere onbekende factoren het verband verklaren.

Magnetisch veld aarde Credits; NASA/GSFC

Voordat het team de complexiteit van de causale relatie tussen magnetische velden en zuurstofniveaus onderzochten, onderzochten ze eerst of het aardmagnetisch veld en de atmosfeer fluctueerden op manieren die een verband aantonen. Gegevens over zowel het aardmagnetisch veld als zuurstof bestrijken vergelijkbare bereiken in databases die geofysici hebben samengesteld., en tot nu toe, was er geen vergelijking tussen de data gemaakt. Het aardmagnetisch veld en het zuurstofgehalte zijn sinds het begin van het Cambrium (541 miljoen tot 485,4 miljoen jaar geleden) min of meer parallel toegenomen, en beide factoren bereikten een piek tussen 330 miljoen en 220 miljoen jaar geleden.

“Deze twee datasets lijken sterk op elkaar”
, aldus Kuang.
Een van de datasets toonde atmosferische zuurstof, afgeleid van meerdere indicatoren, zoals de hoeveelheid gefossiliseerde houtskool in sedimenten, die aanwijzingen geeft over hoeveel zuurstof er op een bepaald moment beschikbaar was. De andere dataset toonde de sterkte van het aardmagnetisch veld, afgeleid van sedimenten. Men vergeleek deze datasets met elkaar en zag dat het
planetaire magnetische veld al bijna een half miljard jaar vergelijkbare stijgende en dalende patronen volgt als zuurstof in de atmosfeer, die teruggaan tot de Cambrische explosie, toen complex leven op aarde ontstond. “Deze correlatie verhoogt de mogelijkheid dat zowel de magnetische veldsterkte als het zuurstofgehalte in de atmosfeer reageren op één onderliggend proces, zoals de beweging van de continenten op aarde”, aldus co-auteur Benjamin Mills.
 
Eerder onderzoek wijst uit dat het aardmagnetisch veld de erosie van atmosferische moleculen kan voorkomen of verminderen. Het magnetische veld beschermt ook het leven op de planeet, tegen o.a. extreme UV-straling. Als daarentegen de zuurstofniveaus in de atmosfeer de sterkte van het aardmagnetisch veld bepalen, dan zou platentektoniek een centrale rol spelen. Het aardmagnetisch veld van de aarde is afkomstig van stromingen in de buitenkern. Het is dus mogelijk dat de recycling van aardkorstmateriaal en zuurstof in de mantel invloed heeft op de ondermantel, wat vervolgens weer van invloed kan zijn op het aardmagnetisch veld, aldus Kuang. Kuang “Platentektoniek zal zeker invloed hebben op de thermische en dynamische omstandigheden aan de basis van de mantel, waar deze grenst aan de vloeibare buitenkern,” en vervolgt “Aan de andere kant heeft platentektoniek ook invloed op de kringloop van chemicaliën en andere elementen van het binnenste naar het oppervlak, wat zeker van invloed zal zijn op de zuurstofvoorziening, oftewel de productie van zuurstof.”

Pangea credits;wikimedia commons

Het onderzoek zou kunnen helpen om de vereisten voor leven op andere planeten te specificeren, aldus Kuang. Het zou kunnen dat het aardmagnetisch veld de zuurstofniveaus reguleert, of andersom – maar er is nog een ander mogelijk scenario, namelijk dat beide factoren verband houden met een derde geochemisch of geofysisch proces dat de onderzoekers nog niet hebben geïdentificeerd, aldus Kuang.

Het derde mogelijke scenario is dat een ander, afzonderlijk proces het aardmagnetisch veld en de zuurstofniveaus in de loop der tijd in dezelfde richting duwt. Het team weet nog niet wat dat proces zou kunnen zijn, maar een piek die in beide datasets aanwezig is, zou het antwoord kunnen bieden. De piek valt samen met het bestaan ​​van het oude supercontinent Pangea, dat zo’n 320 miljoen jaar geleden ontstond en 195 miljoen jaar geleden uiteenviel. Door de enorme tektonische verschuivingen die hierbij betrokken zijn, zouden supercontinenten de ontbrekende schakel kunnen zijn tussen het aardmagnetisch veld en de zuurstofniveaus – maar het bewijs hiervoor is op dit moment nog zeer onzeker, aldus het team. De reden dat de onderzoekers terughoudend waren met dit idee, is dat ze robuuste gegevens hebben voor slechts één supercontinent – ​​Pangea – en niet voor de supercontinenten die daarvoor waren. “Er lijkt een visuele correlatie te bestaan ​​tussen zuurstof en het magnetisch veld en alle andere supercontinenten,” aldus Kopparapu, maar er zijn geen gegevens die verder dan 540 miljoen jaar teruggaan.

De onderzoekers werken al aan de volgende stap, namelijk het zoeken naar andere geofysische en geochemische factoren die mogelijk verband houden met het aardmagnetisch veld en de zuurstofniveaus. De onderzoekers hopen langere datasets te onderzoeken om te zien of de correlatie verder teruggaat in de tijd. Bronnen; Science Advances, Livescience, NASA/GSFC 

Share

Speak Your Mind

*