La Tierra tiene una historia larga y compleja desde su formación hace unos 4.500 millones de años.Al principio era una masa fundida, pero finalmente se enfrió y se endureció.diferenciado.La luna se formó por la colisión de la Tierra con un protoplaneta llamado Theia (probablemente), se formaron los océanos y la vida simple apareció en algún momento hace unos 4 mil millones de años.
Estos son trazos extensos, y los científicos han trabajado duro para completar las líneas de tiempo detalladas de la historia de la Tierra.Sin embargo, hay muchos períodos importantes y mal entendidos en la línea de tiempo que están alineados como los objetivos del método científico.Uno de ellos trata sobre los rayos UV y sus efectos en los primeros años de vida.
Un nuevo estudio examina los efectos de la radiación ultravioleta en la vida temprana en la Tierra y cómo dio forma a nuestro mundo.
el sol bombardea la tierraRayo ultravioleta, peligroso para la vida.Los rayos ultravioleta constituyen aproximadamente el 10% de la radiación del sol.La mayoría no lo son.radiación ionizanteSin embargo, aún puede dañar el ADN, causar quemaduras solares y causar cáncer de piel.
Afortunadamente para nosotros,capa de ozono(capa de O3) es una película protectora contra los rayos UV.el ayTresEsta capa proporciona niveles variables de protección UV en la superficie de la Tierra que varían según las estaciones y las latitudes.En general, evita que entre el 97 % y el 99 % de los rayos UV de frecuencia media del sol lleguen a la superficie de la Tierra.Sin embargo, la eficacia de la capa de ozono depende del contenido de oxígeno de la atmósfera terrestre y su contenido ha fluctuado con el tiempo.Los cambios más notables en el contenido de oxígeno de la atmósfera terrestre son:gran evento de oxigeno(GOE), y el evento y sus efectos sobre el ozono son el foco de una nueva investigación.
El nuevo estudio se titula “Estimación baja ajustada del pilar de ozono durante la historia de la oxigenación de la Tierra.”El autor principal es el Dr. Gregory Cooke.Investigador, Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Leeds.Este artículo ha sido publicado en el Journal of the Royal Society Open Science.
El GOE ha elevado los niveles de oxígeno atmosférico de la Tierra de casi cero a alrededor del 21% de lo que es hoy.Ocurrió hace entre 2.400 y 2.000 millones de años.Los científicos atribuyen este aumento a la aparición de algas verdeazuladas, también conocidas como algas verdeazuladas.Las cianobacterias aparecieron hace unos 2700 millones de años y utilizaron la fotosíntesis para producir energía.El subproducto de toda esa fotosíntesis fue el oxígeno.
Aunque los niveles de oxígeno de la Tierra han fluctuado con el tiempo, el GOE es el evento más importante en la historia de los niveles de oxígeno de la Tierra.Otro evento, el evento de oxigenación del Neozoico, también puede haber jugado un papel en el aumento de los niveles de oxígeno de la Tierra.Aún así, no fue tan bien entendido o ni siquiera aceptado como el GOE.Pero en cualquier caso, el ozono se mueve con él a medida que aumenta el nivel de oxígeno.
Estudios anteriores han demostrado que el ozono protegía al planeta de la radiación dañina cuando los niveles de oxígeno eran inferiores al 1%.Sin embargo, este nuevo estudio llegó a una conclusión diferente.Muestra que la atmósfera necesita del 5 al 10% del oxígeno de la Tierra moderna para proteger la vida de los rayos UV.
¿Qué significa esto para la vida temprana en la Tierra?
“Esto puede haber tenido consecuencias sorprendentes para la evolución de la vida”.
Gregory Cooke, autor principal, Universidad de Leeds
“Sabemos que la radiación ultravioleta puede tener efectos desastrosos si una vida se expone demasiado”, dijo el autor principal Cook.presione soltar.“Puede causar cáncer de piel en humanos, por ejemplo.Algunos organismos tienen mecanismos de defensa efectivos y muchos pueden reparar algunos daños causados por la radiación ultravioleta”.
“Aunque las altas dosis de radiación ultravioleta no previenen la aparición o evolución de la vida, podría actuar como una presión selectiva que hace que los organismos se enfrenten mejor a dosis más altas de radiación ultravioleta”, dijo Cook.
El modelo de la historia del clima de la Tierra es la base de este estudio.El modelo muestra que las estimaciones anteriores de los niveles de UV en la superficie pueden haber subestimado la exposición a los rayos UV.En cambio, la Tierra puede haber estado expuesta a 10 veces más luz ultravioleta de lo que pensábamos.
El modelado en este estudio difiere de los esfuerzos de modelado anteriores.Los esfuerzos anteriores se han basado en el modelado unidimensional del oxígeno temporal de la Tierra.Sin embargo, este estudio utiliza algo más complejo.Este estudio “… Simulamos O tridimensional utilizando un modelo químico-climático atmosférico completo.TresO Deformación con cambio2Concentraciones en Proterozoico y condiciones modernas aplicables a la Tierra”, explican los autores en el artículo.“Mostramos el efecto tridimensional del oxígeno en O.TresMire la capa de ozono (su tamaño y cambio espacial) y discuta cómo esto afecta su estimación de habitabilidad (la capacidad de la vida para sobrevivir en una superficie)”.
Este estudio utiliza un modelo climático comunitario atmosférico completo.WACCM6.WACCM6 combina submodelos atmosféricos, terrestres, terrestres, marinos y de hielo marino.El equipo ejecutó 12 simulaciones diferentes en el estudio.
los científicos usanunidad dobsonPara medir los niveles de ozono atmosférico.Una unidad Dobson es el número de moléculas de ozono necesarias para crear una capa de ozono puro de 0,01 milímetros de espesor a una temperatura de 0 grados centígrados y una presión de 1 atmósfera (presión atmosférica en la superficie de la Tierra).
Si la vida en la Tierra estuviera expuesta a mucha más luz ultravioleta de lo que se pensaba anteriormente, habría servido como un componente de la selección natural.Los organismos que de alguna manera se adaptaron, como esconderse bajo tierra para reparar el daño, habrían superado a los organismos competidores sin estas adaptaciones.
“Si nuestro modelo representa escenarios atmosféricos durante la historia oxidada de la Tierra, entonces, durante más de mil millones de años, la Tierra puede haber estado expuesta a una radiación ultravioleta mucho más intensa de lo que se creía anteriormente”, dijo Cook.
“Esto puede haber tenido consecuencias sorprendentes para la evolución de la vida.No se sabe exactamente cuándo aparecieron los animales, ni qué condiciones encontraron en tierra o mar.Sin embargo, dependiendo de la concentración de oxígeno, las plantas y los animales podrían enfrentarse a condiciones mucho más duras que las actuales.Esperamos que el impacto evolutivo completo de nuestros resultados pueda explorarse en el futuro”.
Todo en la Tierra es más complejo que uno o dos elementos simples.La fuerza de la capa de ozono y qué tan bien protege la vida de la radiación ultravioleta depende en gran medida de los niveles de oxígeno.Sin embargo, entran en juego muchos otros factores, como la intensidad de la mezcla atmosférica y la producción solar.Nuestras actividades industriales y otros procesos biológicos también afectan a la capa de ozono.Los lectores interesados pueden explorar temas y artículos en detalle.
Hay algunas cosas interesantes en este trabajo.La primera es que no estaríamos aquí sin una protección adecuada contra los rayos ultravioleta, y es posible que no estemos aquí si la vida temprana no estuviera expuesta a más rayos ultravioleta.¿Podemos llamarlo la dicotomía UV?
Otra implicación interesante es sobre los exoplanetas y nuestro creciente interés en ellos.El lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb (¡Hurra!) permite a los científicos estudiar las atmósferas de los exoplanetas con más detalle.La presencia y cantidad de gases como el oxígeno y el ozono en estas atmósferas nos ayudarán a comprender la potencial habitabilidad de los exoplanetas.El modelado de este estudio podría ser una pieza del rompecabezas para interpretar los resultados del JWST y comprender el potencial de los exoplanetas y la vida.
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