To za sprawą radioaktywnego żelaza-60, którego obecność sugeruje, że Ziemia od dziesiątek tysięcy lat przemieszcza się przez obszar międzygwiazdowej materii zawierającej pozostałości po eksplozjach gwiazd. Wyniki badań pozwalają odtworzyć zmiany w naszym kosmicznym otoczeniu na przestrzeni ostatnich 80 tysięcy lat.
Czytaj też: Antarktyda. Czasza lodowa staje się tykającą bombą rtęciową? Szokujące odkrycie naukowców
Żelazo-60 jest szczególnie interesującym znacznikiem. Ten radioaktywny izotop nie powstaje w naturalnych procesach zachodzących na Ziemi. Zamiast tego powstaje w masywnych gwiazdach i trafia w przestrzeń międzygwiazdową podczas ich gwałtownej śmierci, czyli eksplozji w formie supernowych. Jego okres połowicznego rozpadu wynosi około 2,6 miliona lat, dlatego nawet po bardzo długim czasie może zdradzać, iż materia pochodząca z gwiazd dotarła w okolice Układu Słonecznego.
Pierwsze ślady żelaza-60 w antarktycznym śniegu udało się zidentyfikować już w 2019 roku. Wówczas naukowcy nie byli jednak w stanie jednoznacznie ustalić, w jaki sposób materiał pochodzący z wybuchających gwiazd dotarł do Ziemi. Jedną z możliwości było założenie, że izotop stanowi pozostałość po supernowych, które wybuchły w pobliżu Układu Słonecznego miliony lat temu. Nowe badania dostarczyły argumentów przeciwko takiemu prostemu wyjaśnieniu.
Badacze przeanalizowali około 300 kilogramów antarktycznego lodu pochodzącego z okresu od 40 do 80 tysięcy lat temu. Próbki poddali skomplikowanej obróbce chemicznej, aby wyizolować niezwykle małe ilości poszukiwanych pierwiastków. Następnie za pomocą spektrometrii masowej liczyli pojedyncze atomy żelaza-60. Okazało się, iż w starszych warstwach lodu jego ilość była niższa niż we współczesnych próbkach.
Ta zmienność ma ogromne znaczenie. Gdyby żelazo-60 było wyłącznie pozostałością po pojedynczej eksplozji gwiazdy sprzed milionów lat, jego ilość na Ziemi powinna zmieniać się znacznie wolniej. Tymczasem różnice zarejestrowane w lodzie pozwalają sądzić, że w ciągu zaledwie kilkudziesięciu tysięcy lat Ziemia znajdowała się w środowisku o różnej zawartości tego izotopu. Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest przechodzenie Układu Słonecznego przez lokalną chmurę międzygwiazdową.
Czytaj też: Zagadkowe odkrycie pod lodem Antarktydy. Naukowcy natrafili na życie prawie 200 metrów pod powierzchnią
Ta jest częścią większego kompleksu chmur gazu i pyłu. Naukowcy podejrzewają, że struktury te mogą być związane z dawnymi eksplozjami supernowych. Według jednego ze scenariuszy nawet 20 supernowych mogło w ciągu milionów lat wpływać na otoczenie, tworząc fale uderzeniowe i obszary o różnym składzie. Oznacza to, że antarktyczny lód działa niczym kosmiczne archiwum. Każda jego warstwa zachowuje fragment historii środowiska, przez które przechodziła Ziemia. Naukowcy otrzymali dzięki temu wyjątkową możliwość śledzenia zarówno historii naszej planety, jak i ruchu całego Układu Słonecznego w przestrzeni międzygwiazdowej.
Nie wszystkie kwestie zostały jednak wyjaśnione. Nadal nie wiadomo dokładnie, kiedy i w jaki sposób powstała tzw. Lokalny Obłok Międzygwiazdowy. Jeszcze starsze rdzenie lodowe mogą jednak dostarczyć kolejnych danych. Jeśli uda się znaleźć w nich następne ślady żelaza-60, możliwe będzie odtworzenie znacznie dłuższej historii naszej podróży przez galaktyczne otoczenie.
Źródło: Physical Review Letters
