Extern Kosmisk Påverkan: Varför upptäcks den inte?

Vart 12 000 och 24 000 år genomgår vår planet extern kosmisk påverkan som direkt påverkar jordens kärna. Som ett resultat uppstår överdriven uppvärmning av kärnan och magma, vilket leder till globala katastrofer på jorden. Vad vet man om påverkan av kosmisk inflytande på solsystemet?

Fakta #1. Denna kosmiska påverkan tränger cykliskt in i solsystemet varje 12 000 år, med en starkare påverkan varje 24 000 år. Detta indikeras av geokronologiska studier av kvartäravlagringar och analys av vulkaniskt asklager i iskärnor^{1, 2, 3} (Figure 1, 2). 

Figur 1. Globala utbrott från 2013 e.Kr. till 100 000 kal. år BP mellan 70˚N och 70˚S. Ränder markerar intervaller på ungefär varje 12 000 år. Cirkelområdet representerar den totala volymen. Storleken på cirklarna på diagrammet representerar skalan av utbrottet. Observera att större röda cirklar indikerar mer katastrofala utbrott, som inträffade ungefär var 24 000 år.

Källa: (а) Brown, S.K., Crosweller, H.S., Sparks, R.S.J. et al. Characterisation of the Quaternary eruption record: analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database. J Appl. Volcanol. 3, 5 (2014) https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

Figur 2. Skala över vulkanisk aktivitet för de senaste 40 000 åren enligt iskärnadata.

Kronologin över vulkanutbrott, baserad på radiokolddatering av händelser och uttryckt som relativ avvikelse.

Källa: Bryson, R. A. Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

Faktum #2. Denna kosmiska påverkan påverkar alla planeter i solsystemet (för mer detaljer, se avsnittet ”Förändringar på andra planeter i solsystemet”).

Faktum #3. Yttre kosmiska influenser påverkar endast planeternas kärnor, vilket återspeglas både i deras magnetiska egenskaper (se avsnittet ”Förändringar i jordens magnetfält”) och i kärnornas positioner inom planeterna (se avsnittet ”Kärnförskjutning”). Detta ger grund för att hävda att en sådan påverkan besitter enorm energi.

Genom att observera alla listade fakta uppstår frågan: varför har denna påverkan ännu inte direkt upptäckts?

Låt oss sekventiellt överväga alla kända fysiska kosmiska influenser på planeten jorden (gravitations-, elektromagnetisk, akustisk, kosmisk strålning och mörk materia-påverkan), och besvara om de kan orsaka förändringar i jordens kärna och planeternas kärnor cykliskt var 12 000 år.

Scenario 1: Gravitationsinteraktion

Låt oss anta att när solsystemet färdas genom rymden stöter det på en gravitationsanomali orsakad av andra himlakroppar. I så fall skulle solens egen bana, samt alla planeternas och deras månars banor, påverkas eftersom gravitationsinteraktionen påverkar planeterna som en helhet. Med andra ord skulle det förskjuta hela planeten, inte bara dess kärna. Men detta sker inte.

Vissa forskare spekulerar att grannplaneter eller gasjättar, såsom Jupiter, som närmar sig jorden, skulle kunna påverka jordens kärna med sina gravitationsfält och orsaka förskjutningar. Men det är viktigt att notera att dokumenterade förändringar i vår kärna började inte med dess förskjutning, utan med förändringar i dess magnetiska egenskaper år 1995⁴ (Figur 3). Först efter det, år 1998, inträffade kärnförskjutningen⁵.

Fig. 3. Den magnetiska nordpolens hastighet (km/år). År 1995 registrerades en kraftig acceleration i hastigheten för den magnetiska nordpolens förflyttning, från 9 miles (15 km) per år till 34 miles (55 km) per år, vilket är 3,5 gånger snabbare. Det elektromagnetiska fältet genereras av dynamomekanismen i jordens kärna, så det är uppenbart att förändringar i magnetfältet indikerar förändringar i kärnan.

Källa: NOAA-data om den magnetiska nordpolens läge https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/data/poles/NP.xy

Förskjutningen av jordens masscentrum var redan en följd av processer som inträffade i kärnan från 1995. Således kan orsaken inte vara gravitationspåverkan från stora himlakroppar. Dessutom sker närmanden mellan planeter i solsystemet bara med en periodicitet på några årtionden. Därför kan de inte vara orsaken till katastrofala förändringar i kärnan en gång var 12 000 år.

Scenario 2: Mörk materia

Kännetecknet för mörk materia är att den inte deltar i elektromagnetisk interaktion⁶.

Men den deltar i gravitationsinteraktion, som vi tidigare talade om. Det betyder att den skulle påverka rörelsen av stjärnor och planeter som helhet, inte bara deras kärnor. Därför kan yttre rymdinteraktion inte vara orsakad av mörk materia.

Scenario 3. Elektromagnetisk interaktion. Pulsar

Låt oss anta att vårt solsystem har utsatts för kraftig elektromagnetisk strålning, till exempel från en pulsar (se Figur 4). 

Figur 4. En konstnärlig representation av en pulsar. Den avger två strålar av radiovågor (visas i lila). När en pulsar roterar, sveper dessa radiovågor genom rymden, likt strålarna från ett fyr. Källa: NASA.

En pulsar är en snabbt roterande, starkt magnetiserad neutronstjärna som bildats som en följd av en supernovaexplosion, orsakad av kollapsen av massiva stjärnor. Pulsarer avger strålning i radiovåglängder, synligt ljus, röntgen eller gammastrålning, vilka når jorden i form av periodiska pulser.

Pulsarer utsänder smalt fokuserade pulser av olika energier. Dock finns det längs solsystemets bana i Vintergatan inga pulsarer med en sådan unik periodicitet att avståndet mellan dem är exakt 12 000 år, och där varannan pulsar avger en starkare puls.

Scenario 4. Elektromagnetisk interaktion. Supernova explosion eller solflamma

Låt oss anta att som ett resultat av en solflamma uppstod en kraftfull blixt av elektromagnetisk strålning riktad mot jorden, eller en elektromagnetisk puls kom från en supernovaexplosion djupt ute i rymden.

Dock bör vi komma ihåg att elektromagnetiska strålningar, såsom röntgenstrålning och gammastrålning, främst absorberas av atmosfären (se Figur 5).

Figur 5. Diagram över passage av elektromagnetiska vågor genom atmosfären. Författare: NASA. Bildkälla: https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_astronomy#/media/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg

Endast två typer av elektromagnetisk strålning kan nå jordens yta: synligt ljus och radiovågor, men de når inte heller jordens kärna.

Därför kan ingen elektromagnetisk våg från en extern källa påverka planetens kärna eftersom de helt enkelt inte tränger djupt in i jorden.

Scenario 5: Kosmiska strålar

Ännu en yttre faktor som påverkar planeten från rymden är kosmiska strålar. Dessa är högenergipartiklar: protoner, atomkärnor, neutriner, elektroner som rör sig med hastigheter nära ljusets hastighet. De kan vara intergalaktiska, galaktiska och solens strålar.

Många av dem avviker mot polerna under inflytande av jordens magnetfält och omväger jorden.

Resten av de laddade partiklarna från kosmiska strålar sprids i atmosfären, vilket orsakar bildandet av sekundära elementarpartiklar. Vissa av dem kan nå jordens yta, men inte jordens kärn.

Figur 6. Datormodell av en skur av sekundära elementarpartiklar genererade av en primär 1TeV proton som träffar atmosfären 20 km ovanför jorden. Kustlinjen visas längst ner i skala.

En skur av sekundära subatomära partiklar (huvudsakligen elektroner) bildas som ett resultat av flera kaskadreaktioner i jordens atmosfär. Ursprunget till skuren är en primär partikel från rymden som interagerar med kärnorna hos luftatomer när den kommer in i atmosfären.

Figur 7. Schematisk bild av processen där protoner sönderfaller till olika partiklar och bildar en kaskad av sekundära partiklar. På diagrammet är pilarna riktade mot de dotterpartiklar som protoner kan sönderfalla till. Dessa partiklar kan vara olika: från leptoner (t.ex. elektroner) till mesoner och baryoner.

Bara två typer av partiklar är kända för att tränga in under jordens yta: myoner och neutriner. Myoner tränger in hundratals meter djupt innan de avviker, sakta ner och sönderfaller till elektron och neutrino. Myoner når inte kärnan av jorden.

Neutriner är de enda kända partiklarna från rymden som kan nå jordens kärna. Neutriner med hög energi har en hög sannolikhet att påverka jordens inre. Men deras flöde är inte tillräckligt stort för att överföra tillräckligt med energi till jordens kärna för att orsaka observerbara förändringar.

Neutriner med låg energi passerar vanligtvis genom jorden utan att interagera med materia (Figur 8).

Figur 8. Neutriner — perfekta budbärare av information i universum. (c) Irene Tamborra

Sammanfattningsvis. Analysen av olika kända fysiska påverkningar indikerar att ingen av dem - gravitation, elektromagnetism, ljud, rymdstrålning eller mörk materia — kan direkt påverka kärnan i en planet och orsaka de cykliska förändringar vi observerar i hela solsystemet.

För närvarande har vi indirekta bevis på kosmisk påverkan, men verktyg för att mäta den behövs. Som en analogi kan man jämföra situationen med att söka efter orsaken till en sjukdom på mikronivå: vi kan inte alltid hitta den eftersom vi inte känner till alla befintliga virus och svampar. Detta innebär att fortsatta sökningar på mikronivå krävs för att hitta orsakerna till sjukdomar.

Den moderna situationen kan beskrivas som en global pandemi i vårt solsystem, där alla planeter är utsatta för yttre kosmisk påverkan. Förändringar kan observeras även på gasjättarna, där kärnreaktioner ständigt äger rum. Detta begränsar signifikant sökområdet för förståelsen av källorna till yttre kosmisk påverkan och pekar på behovet av forskning på en mikronivå.

Här står vi inför en annan typ av fysik, en hypotes som diskuteras i avsnittet ”Vad är kosmisk påverkan”. Om forskare kunde göra direkta mätningar i kärnan, skulle de använda en uteslutningsmetod, liknande dosmätning i en kärnreaktor. Men vi har ingen direkt åtkomst till kärnan. Därför skulle en ström av neutriner från ett neutronkärna kunna ge ytterligare information om processer som sker i kärnan.

För att förhindra katastrofala händelser på Jorden behövs det att mänsklighetens bästa sinnen förenas och nödvändiga förutsättningar skapas för att lösa denna komplexa uppgift — att studera och skydda vår planet från yttre kosmisk påverkan.

Referenser:

1. Arushanov, M. L. (2023).Dinamika klimata. Kosmicheskie faktory[Climate dynamics. Cosmic factors]. Hamburg: LAMBERT Academic Publishing. (p. 33).

2. Brown, S. K. et al. (2014). Characterisation of the Quaternary eruption record: Analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database.Journal of Applied Volcanology, 3, 5. https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

3. Bryson, R. A. (1989). Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing.Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125. https://doi.org/10.1007/bf00868307

4. Viterito, A. (2022). 1995: An important inflection point in recent geophysical history.International Journal of Environmental Sciences & Natural Resources, 29,556271. https://doi.org/10.19080/ijesnr.2022.29.556271

5. Barkin, Yu. V., & Smolkov, G. Ya. (2013).Skachkoobraznye izmeneniya trendov geodinamicheskikh i geofizicheskikh yavleniy v 1997-1998 gg. [Jump-like changes in trends of geodynamic and geophysical phenomena in 1997-1998]. Proceedings of the All-Russian Conference on Solar-Terrestrial Physics Dedicated to the 100th Anniversary of the Birth of Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences V. E. Stepanov (pp. 16–21, September 2013, Irkutsk). Irkutsk, Russia.

6. Bertone, G. & Hooper, D. (2018). History of dark matter.Reviews of Modern Physics, 90 (4), 045002. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.045002