Materia întunecată provoacă haos în Sistemul Solar la fiecare 30 milioane ani?

În anul 1980, Walter Alvarez și colegii săi de la University of California, Berkeley, au descoperit un strat subțire de argilă în straturile geologice ale Pământului care conținea o cantitate neașteptat de mare de iridiu, un element rar.

Cercetătorii au presupus că stratul bogat în iridiu reprezintă o dovadă a faptului că o cometă masivă a lovit Pământul în urmă cu aproximativ 66 milioane de ani. În urma acestui impact ar fi dispărut dinozaurii. Echipa lui Alvarez a sugerat că stratul bogat în iridiu s-a format prin depunerea unui nor imens de praf ce a rezultat în urma impactului. Norul de praf a acoperit Pământul, a scufundat planeta în întuneric şi a dus la scăderea temperaturii globale a acestuia. În anul 1990 a fost descoperit în Peninsula Yucatan din Mexic un crater având un diametru de 160 km despre care se crede că a rezultat în urma impactului care a dus la dispariţia dinozaurilor.

Coliziunea Pământului cu un asteroid masiv ar putea fi dezastruoasă pentru viaţa de pe Pământ. Credit: Don Davis

Datorită dovezilor fosile şi a momentului când s-a produs acest eveniment, cei mai mulţi dintre cercetători au ajuns la concluzia că acest impact a provocat extincţia în masă a dinozaurilor și a multor altor forme de viață. Studii ulterioare au identificat dovezi ale altor extincții în masă din trecutul geologic al Pământului care par să se fi produs tot în urma unor evenimente de impact, evidențiate de craterele de pe suprafaţa Pământului. Și toate acestea se produc la un interval de 30 milioane de ani.

De ce se repetă aceste extincții și impacturi cosmice la un interval de 30 milioane de ani? Cauză ar putea fi poziţia Pământului în raport cu galaxia Calea Lactee.

Imagine artistică a galaxiei Calea Lactee. Credit: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt

Galaxia noastră are forma unui disc enorm. Sistemul Solar parcurge circumferința acestui disc în 250 milioane de ani. Traiectoria acestuia nu este însă una netedă, ci este ondulată. Pământul trece prin planul median al discului galactic la fiecare 30 milioane de ani

O vedere din lateral a galaxiei Calea Lactee ce evidenţiază forma sa de disc. Credit: NASA

Eu cred că ciclicitatea acestor extincții și impacturi se datorează trecerii Soarelui împreună cu planetele din Sistemul Solar prin discul galaxiei noastre. În mod normal, cometele se învârt în jurul Soarelui la marginea Sistemului Solar, la o distanţă foarte mare de Pământ. Dar atunci când Sistemul Solar trece prin discul galaxiei, efectul gravitațional al stelelor, norilor interstelari și al materiei întunecate perturbă traiectoria cometelor, astfel încât unele dintre ele traversează orbita Pământului sau chiar pot intra în coliziune cu planeta noastră.

Evenimente geologice, precum ar fi erupțiile vulcanice, se produc ciclic la un interval de 30 milioane ani. Credit: D W Peterson, National Park Service, CC BY

Recunoașterea acestui ciclu galactic de 30 milioane ani reprezintă cheia pentru înțelegerea acestor extincții ciclice. În acest fel se poate explica periodicitatea unor fenomene geologice precum erupțiile vulcanice, formarea munţilor, inversarea câmpului magnetic, schimbările climatice majore şi de la nivelul mării. Aşa cum s-a arătat în urma altor studii, toate aceste evenimente planetare se produc în mod ciclic la un interval de 30 milioane ani. S-ar putea datora toate acestea modului prin care Sistemul Solar se deplasează prin galaxie?

Materia întunecată este invizibilă, dar efectul gravitaţional al acesteia curbează și amplifică lumina provenită de la unele galaxii aflate mult în spatele acesteia.

O posibilă cauză a activității geologice poate fi interacțiunea Pământului cu materia întunecată din galaxie. Materia întunecată, care nu a fost niciodată observată în mod direct, este formată din particule subatomice minuscule care-şi dezvăluie prezența doar prin efectul lor gravitațional.

Efectul gravitațional al materiei întunecate. Credit: NASA, N. Benitez (JHU), T. Broadhurst (Racah Institute of Physics/The Hebrew University), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI),G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), ACS Science Team și ESA

Atunci când Pământul trece prin discul galaxiei, acesta va întâlni în calea sa aglomerări de materie întunecată. Particulele materiei întunecate pot fi capturate de Pământ și pot ajunge până în nucleul acestuia. În cazul în care densitatea materiei întunecate este suficient de mare, particulele materiei întunecate se anihilează reciproc, ceea ce conduce la creşterea temperaturii nucleului planetei şi implicit la creşterea activităţii geologice.

Deoarece materia întunecată este concentrată la marginea discului galaxiei, activitatea geologică a Pământului ar trebui să prezinte în continuare o ciclicitate de 30 milioane ani. În acest fel, dovezile din istoria geologică a Pământului susțin ipoteza conform căreia fenomenele astrofizice guvernează evoluția geologică și biologică a Pământului.

În încheiere, trebuie să ştiţi că Sistemul Solar traversează deja de câteva milioane de ani discul dens al galaxiei, astfel încât un bombardament cu comete al acestuia s-ar putea produce în viitor.

Traducere şi adaptare după How can dark matter cause chaos on Earth every 30 million years?