Le champ magnétique de la Terre et les niveaux d’oxygène sont inextricablement liés, suggèrent de nouvelles recherches.
La force du champ géomagnétique a augmenté en verrouillage avec le pourcentage d’oxygène dans l’atmosphère de la Terre au cours des 540 millions d’années, une nouvelle étude révèle – mais il n’est pas clair si l’une d’entre elles influence l’autre, ou si d’autres facteurs inconnus expliquent le lien.
« C’est la première découverte que nous ayons jamais eu à établir le lien entre le champ géomagnétique et le niveau d’oxygène », auteur principal Weijia Kuangun scientifique principal du Laboratoire de géodésie et de géophysique du Goddard Space Flight Center de la NASA, a déclaré à Live Science.
Les niveaux magnétiques et les niveaux d’oxygène de la Terre ont augmenté plus ou moins en parallèle depuis le début de la période Cambrien (541 millions à 485,4 millions d’années), et les deux facteurs ont augmenté entre 330 et 220 millions d’années, les résultats indiquent.
La recherche pourrait aider à réduire les exigences à vie sur d’autres planètes, Kuang et co-auteur de l’étude Ravi Kopparapuun scientifique planétaire du NASA Goddard Space Flight Center, a déclaré dans une interview vidéo conjointe.
Pour la nouvelle étude, les scientifiques ont utilisé deux ensembles de données indépendants couvrant les 540 derniers millions d’années. L’un des ensembles de données a montré que l’oxygène atmosphérique, dérivé de plusieurs indicateurs tels que l’abondance dans les sédiments du charbon de bois fossilisé, qui reste après les incendies de forêt et donne des indices sur la quantité d’oxygène disponible à un moment donné. L’autre ensemble de données a montré la force du champ géomagnétique, dérivé des informations magnétiques enregistrées dans les roches et les sédiments anciens. Les chercheurs ont tracé ces ensembles de données les uns contre les autres et ont constaté qu’il y avait une forte corrélation entre eux.
Si le champ géomagnétique contrôle les niveaux d’oxygène, son influence serait probablement due à la protection qu’elle offre l’atmosphère de la Terre contre le temps spatial. Des recherches antérieures indiquent que le champ géomagnétique peut prévenir ou réduire L’évasion ou l’érosion des molécules atmosphériques. Le champ magnétique aussi Faire bouclier la vie sur la planètey compris les plantes qui produisent de l’oxygène, à partir de rayons X et de rayonnement ultraviolet extrême.
Si, en revanche, les niveaux d’oxygène atmosphérique dictent la force du champ magnétique de la Terre, alors la tectonique des plaques jouerait un rôle central. Tectonique des plaques est le processus qui recycle en continu la croûte de la Terre dans le manteau, qui est le couche planétaire qui couvre le noyau extérieur liquide de la Terre.
Le champ géomagnétique de la Terre provient des courants dans le noyau extérieur, il est donc possible que le recyclage du matériau crustal et de l’oxygène dans le manteau puisse avoir un impact sur le manteau inférieur, ce qui pourrait alors affecter le champ géomagnétique, a déclaré Kuang.
« La tectonique des plaques (…) aura certainement un impact sur les conditions thermiques et dynamiques à la base du manteau où elle borde le noyau extérieur liquide », a-t-il déclaré. « D’un autre côté, la tectonique des plaques a également un impact sur le cycle des produits chimiques et d’autres éléments de l’intérieur à la surface, ce qui aura certainement un impact sur l’oxygénation ou la production d’oxygène. »
Il est plus probable que le champ géomagnétique affecte les niveaux d’oxygène, plutôt que l’inverse, a déclaré Kuang. En effet, les scientifiques savent que le champ géomagnétique est originaire de la planète et se propage à la surface de la Terre et dans l’espace. « L’autre direction est moins bien comprise », a-t-il déclaré.
Le troisième scénario possible est qu’un autre processus séparé pousse le champ géomagnétique et les niveaux d’oxygène dans le même sens au fil du temps. Les auteurs de l’étude ne savent pas encore ce que pourrait être ce processus, mais un pic qui existe dans les deux ensembles de données peut contenir la réponse.
«Un mécanisme très séduisant»
Le pic coïncide avec l’existence de l’ancien supercontinent Pangeaqui s’est formé il y a environ 320 millions d’années et a rompu il y a environ 195 millions d’années. En raison des réarrangements tectoniques massifs impliqués, les supercontinents pourraient être le lien manquant entre les niveaux magnétiques de la Terre et les niveaux d’oxygène – mais les preuves en ce sont toujours très provisoires à ce stade, ont averti Kuang et Kopparapu.
« C’est l’une des conjectures que nous n’avons pas vraiment présentées dans notre article, mais c’est quelque chose que nous pensons que c’est un mécanisme très séduisant à poursuivre », a déclaré Kuang. La raison pour laquelle les chercheurs ont retenu cette idée est qu’ils ont des données robustes pour un seul supercontinent – Pangea – et non le ceux qui sont venus avanta-t-il dit.
« Il semble y avoir une corrélation de vision des yeux entre l’oxygène et le champ magnétique et tous les autres supercontinents », a déclaré Kopparapu. « Cependant, nous n’avons pas de données fiables pour l’oxygène (allant plus loin) que 540 millions d’années, et nous ne pouvons donc pas faire ce genre de conclusion (plus loin dans le temps) et les supercontinents passés. »
Les chercheurs travaillent déjà à l’étape suivante, qui consiste à rechercher d’autres facteurs géophysiques et géochimiques qui pourraient être liés au champ géomagnétique et aux niveaux d’oxygène. Pour cela, les auteurs disent que la communication et la collaboration entre les scientifiques sont d’une importance capitale.
« Un seul esprit ne peut pas comprendre l’ensemble du système de la Terre », a déclaré Kopparapu. « Nous sommes comme des enfants jouant avec Legos, chacun de nous ayant une pièce LEGO séparée. Nous essayons de tout adapter et de voir quelle est la vue d’ensemble. »
