Promieniowanie z eksplodujących gwiazd oddziałuje na ziemskie zachmurzenie - wynika z nowej publikacji w "Nature Communications". Opisany mechanizm mógł częściowo decydować o średniowiecznym ociepleniu, tzw. małej epoce lodowcowej czy zmianach klimatu XX wieku.

Duńsko-izraelski zespół kierowany przez naukowców z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego przedstawia sposób, w jaki promieniowanie kosmiczne może wpływać na ziemski klimat.

Jak tłumaczą badacze, wysokoenergetyczne cząstki promieniowania kosmicznego, np. pochodzące z supernowych wybijają elektrony z cząsteczek w atmosferze i tworzą w ten sposób dodatnie jony. Zapobiegają one wyparowaniu zawieszonych powietrzu aerozoli (głównie kwasu siarkowego i wody).

Artystyczna wizja supernowej 1993J w galaktyce M 81. Źródło: NASA, ESA oraz G. Bacon (STScI).

Dotąd zakładano jednak, że te niewielkie obłoki aerozoli nie byłyby w stanie dostatecznie urosnąć, aby stać się tzw. jądrami kondensacji, wokół których mogłyby powstawać chmury. Aby do tego doszło, musiałyby bowiem zwiększyć swoją objętość aż milion razy.

Autorzy nowej pracy zaproponowali jednak mechanizm, w którym promienie kosmiczne dodatkowo przyspieszają właśnie wzrost tych aerozolowych jąder kondensacji i prowadzą do powstania chmur.

W procesie tym ma też brać udział Słońce. Kiedy pole magnetyczne Słońca jest słabe, więcej kosmicznych promieni dociera do Ziemi, powstaje więcej chmur i planeta się ochładza. Kiedy słoneczne pole magnetyczne wzrasta, mniej promieniowania dociera do atmosfery, powstaje mniej chmur i klimat się ociepla.

Badacze nie zatrzymali się na opracowaniu teorii. Swój model potwierdzili w trwających dwa lata eksperymentach w tzw. komorach chmurowych.

Teoria wpływu promieni kosmicznych na klimat nie jest nowa, jednak wiele wcześniejszych badań dostarczyło wyniki przemawiające raczej na jej niekorzyść.

Tymczasem według autorów nowej publikacji procesy takie mogły mieć znaczenie dla obserwowanych w XX wieku zmian klimatycznych, spadków i wzrostów temperatury wielokrotnie zachodzących w ciągu ostatnich 10 tys. lat, dla tzw. małej epoki lodowcowej (lata ok. 1300-1850) czy ciepłego okresu zwanego średniowiecznym optimum klimatycznym.

Badacze twierdzą też, że wpływ odkrytego mechanizmu może powodować silne wahania temperatur w długiej skali czasowej. Jak tłumaczą, kiedy Ziemia wędruje przez rejony galaktyki o zmiennej gęstości wybuchających gwiazd, różnice mogą wynosić nawet 10 st. C.

"W końcu znaleźliśmy ostatni element układanki tłumaczący, jak cząstki z kosmosu wpływają na klimat Ziemi. Daje nam to zrozumienie, w jaki sposób zmiany powodowane przez aktywność Słońca czy supernowej oddziałują na klimat" - mówi główny autor badania Henrik Svensmark z Technical University of Denmark.

Więcej informacji na temat badania: DOI: 10.1038/s41467-017-02082-2

Źródło: PAP Nauka w Polce