Mudanças no polo magnético colocam vidas em perigo

Quando todas as evidências contam a mesma história

Extinções por deslocamento de polo magnético

O autor dos 2 vídeos acima está questionando o estudo científico (logo abaixo), publicado por Harvard. Além das contestações em seus vídeos, logo abaixo do estudo científico, há 2 artigos de contestação enviados à Harvard.

ESTUDO CIENTÍFICO DE HARVARD

Revisitando as Ramificações Biológicas das Variações no Campo Magnético da Terra

Publicado em 5 de abril de 2019 • © 2019. The American Astronomical Society. Todos os direitos reservados. The Astrophysical Journal Letters , Volume 874 , Número 2
Citação Manasvi Lingam 2019 ApJL 874 L28DOI 10.3847/2041-8213/ab12eb

Abstrato

Um campo magnético planetário semelhante ao da Terra tem sido amplamente invocado como um requisito para a habitabilidade, uma vez que supostamente mitiga os fluxos de radiação ionizante que atingem a superfície e o escape de neutros e íons da atmosfera. Evidências paleomagnéticas recentes indicam que a nucleação do núcleo interno da Terra, seguida talvez por um aumento na intensidade do campo geomagnético, pode ter ocorrido perto do período Edicariano. Motivados por esta suposta descoberta, exploramos as ramificações resultantes do crescimento ou das reversões do dínamo da Terra. Ao revisar e sintetizar modelos quantitativos emergentes, propõe-se que nem as taxas de dose de radiação biológica nem as taxas de escape atmosférico variariam mais do que um fator de ∼2 nessas circunstâncias. Portanto, sugerimos que as hipóteses que procuram explicar a radiação cambriana ou as extinções em massa através de mudanças na intensidade do campo magnético da Terra são potencialmente improváveis. Também discutimos brevemente como as variações no campo magnético planetário podem ter impactado o início de Marte e poderiam influenciar os exoplanetas que orbitam anãs-M.

1. Introdução

A modalidade e o momento do dínamo da Terra (geodinamo) continuam a ser objeto de intensa pesquisa (Merrill et al. 1998 ; Tarduno et al. 2014). Em particular, muita atenção tem sido dedicada à compreensão de quando o núcleo interno se formou (nucleação). A razão é que este processo, em virtude de liberar calor latente durante a cristalização e causar diferenciação química, pode fornecer a energia necessária para acionar o geodínamo.

Algumas análises recentes favorecem a nucleação do núcleo interno durante o Mesoproterozóico (∼1–1,5 Ga) com base em medições de intensidade paleomagnética (Biggin et al. 2015), enquanto outras favorecem uma origem neoproterozóica (Driscoll 2016). Mais recentemente, Bono et al. (2019) analisaram cristais de plagioclásio e clinopiroxênio da Suíte Intrusiva Sept Îles do período Edicariano (∼565 Ma) e descobriram que o momento magnético da Terra era inferior a 10% de seu valor moderno. Com base em 14 conjuntos de dados, Bono et al. (2019) argumentaram que suas descobertas (i) são consistentes com simulações de geodínamo produzindo cristalização do núcleo interno durante o Edicariano, e (ii) podem marcar o início de um geodínamo com ciclos de ∼200 Myr.

Se a intensidade do campo geomagnético aumentou durante o período Cambriano, isso pode explicar a famosa radiação evolutiva Cambriana (Marshall 2006 ). A maioria dos estudos que propõem esta hipótese baseiam-se em dois efeitos diferentes, embora interligados, ostensivamente gerados pelo desenvolvimento de um forte campo magnético (Doglioni et al. 2016 ; Meert et al. 2016 ). A primeira é a proteção adicional contra o escape atmosférico que permite a retenção de uma atmosfera oxigenada mais espessa e doses diminuídas de radiação ultravioleta (UV) que atingem a superfície. A segunda é a deflexão dos raios cósmicos galácticos (GCRs) e outras partículas energéticas, reduzindo assim o fluxo de radiação ionizante que penetra na superfície. Estas razões duplas servem para explicar porque é que os campos magnéticos fortes são amplamente considerados um componente importante (talvez até necessário) da habitabilidade planetária (Cockell et al. 2016 ; Lingam & Loeb 2019).

Nesta Carta, exploraremos, portanto, as potenciais ramificações que podem surgir se a Terra tivesse transitado de um regime fracamente magnetizado durante o Edicariano para o atual geodínamo. De forma mais ampla, revisitamos as consequências para a habitabilidade que resultariam da ativação ou desativação do momento magnético no contexto das taxas de dose de radiação na superfície e do escape atmosférico para a Terra, Marte e exoplanetas.

2. Blindagem Magnetosférica e Taxas de Dose de Radiação

Examinaremos como a blindagem magnetosférica e a taxa de dose de radiação na superfície proveniente dos GCRs podem ser afetadas pelo início do geodínamo. A distância da magnetopausa é dimensionada como:

Onde representa o momento magnético do planeta, enquanto P _sw denota a pressão do vento solar neste local (Gombosi 1998). A magnetopausa da Terra muda devido a flutuações em P _sw (Sibeck et al. 1991), mas podemos expressá-la aproximadamente da seguinte forma:

Onde A m ² denota o momento magnético atual da Terra, e P ₀  ≈ 3,2  ×  10 ⁻⁹ Pa é a pressão do vento solar moderno nas proximidades da Terra (Schunk & Nagy 2009). A seguir, observamos que P _sw é aparentemente dominado pela pressão dinâmica em todas as épocas (Boesswetter et al. 2010 ; Dong et al. 2017a). Portanto, é razoável supor que , onde n _sw e v _sw representam a densidade numérica e a velocidade do vento solar próximo à Terra. Adotamos as escalas teóricas e (Boesswetter et al. 2010), com t _⋆  denotando a idade estelar. Assim, com essas simplificações, obtemos.

Onde está a idade atual do Sol. A escala acima é consistente com o modelo teórico desenvolvido em Tarduno et al. (2010) que se baseou numa abordagem diferente, embora relacionada. Se adotarmos a proposta recente de (Bono et al. 2019) no Edicariano (correspondente a t _⋆  ≈ 4,0 Gyr) e substituí-los em (3), obtemos R _mp  ≈ 4,6 R _⊕  ; em outras palavras, a distância da magnetopausa seria comprimida para aproximadamente 43% do seu valor atual. Este valor está de acordo com a previsão de que a distância da magnetopausa era ≲4,5 R _⊕ (Bono et al. 2019).

Dada a diminuição da blindagem magnetosférica, podemos perguntar-nos como é impactada a dose concomitante de radiação ionizante que atinge a superfície. Antes de fazer isso, é essencial reconhecer que qualquer planeta magnetizado oferece duas camadas distintas de proteção acima da sua superfície: a magnetosfera e a atmosfera. Portanto, antes de investigar os efeitos de um momento magnético diminuído, a blindagem atmosférica merece consideração. A densidade da coluna atmosférica (Σ) é igual

Onde P _s denota a pressão superficial. Como g evidentemente permanece inalterado para um determinado planeta, temos . Existem muitas incertezas em torno da composição da atmosfera Edicariana, mais notavelmente a pressão parcial do oxigênio molecular (Lyons et al. 2014 ; Catling & Kasting 2017). No entanto, múltiplas linhas de evidência aparentemente indicam que a pressão atmosférica total estava provavelmente próxima do valor moderno. Olson et al. (2018) sintetizaram recentemente restrições de modelos numéricos e proxies geoquímicos (por exemplo, isótopos de N, vesículas de basalto) para estimar a pressão atmosférica total ao longo do tempo geológico. Da Figura 4 de Olson et al. (2018), a pressão atmosférica total foi de 0,9–1,2 bar no Fanerozóico (<0,54 Ga), enquanto parece ter variado entre ∼0,5–1,5 bar durante o “Bilhão chato” (0,8–1,8 Ga). Assim, com base nestes limites putativos, a pressão superficial desviou-se em menos de um fator de 2 do valor canônico de 1 bar. Consequentemente, invocando (4), é razoável supor que Σ no Edicariano estava próximo do seu valor hoje.

Assim, podemos agora voltar a nossa atenção para os efeitos decorrentes da redução do momento magnético da Terra, mantendo Σ aproximadamente constante. Os GCRs induzem a produção de partículas secundárias, como múons, píons e elétrons na atmosfera. A radiação ionizante resultante que atinge a superfície causa danos às biomoléculas e também aos organismos (Dartnell 2011). Portanto, devido ao momento magnético menor, deveriam ocorrer taxas de dose biológica mais altas. Grießmeier et al. (2016) realizaram simulações numéricas para estimar os fluxos de partículas secundárias e as taxas de dose resultantes em função do momento magnético e da densidade da coluna. ¹ Em particular, para densidades de colunas atmosféricas semelhantes às da Terra, a taxa de dose de radiação biológica ( ) foi aumentada por um fator de 2 para um planeta completamente desmagnetizado e por 40% para . A partir dos dados da Tabela 2 de Grießmeier et al. (2016) para uma atmosfera semelhante à da Terra, adotamos o seguinte ansatz após usar a rotina NonlinearModelFit do MATHEMATICA:

Onde Sv yr ⁻¹ é a taxa de dose de radiação biológica para um planeta completamente desmagnetizado.

De acordo com a discussão e os resultados anteriores, é provável que as taxas de dose elevadas tenham efeitos mínimos na biota. Fenômenos astrofísicos, como eventos de prótons solares (SPEs), poderiam gerar maiores aumentos nos fluxos de radiação ionizante e radiação UV que atingem a superfície (Grießmeier et al. 2016 ) em comparação com a diminuição do momento magnético. Usaremos (5) para deduzir as consequências das mutações. O modelo mais comumente empregado na literatura para descrever a resposta mutagênica à radiação ionizante é o modelo de resposta linear baseado em argumentos teóricos, bem como em dados experimentais (Thacker 1992; Nagasawa & Little 1999; Brenner et al. 2003). Em termos gerais, este modelo sugere que a taxa de mutação pode ser linearmente proporcional à taxa de dose de radiação. No entanto, como a dose de radiação de fundo é normalmente muito inferior às utilizadas em experiências de laboratório, as taxas de mutação podem não seguir uma tendência linear (Hooker et al. 2004).

Tendo esta advertência em mente, o modelo linear em conjunto com (5) implica que as taxas de mutação só serão elevadas em 50% -100% se o momento magnético da Terra for reduzido para cerca de 10% do seu valor. Para reverter a premissa, se a Terra tivesse feito a transição de para, a diminuição correspondente nas taxas de mutação seria apenas um fator de 1,5–2. Podemos, portanto, perguntar-nos se esta diminuição tem quaisquer efeitos tangíveis na biota atual. Para resolver esta questão, recorremos ao famoso “limiar de erro” introduzido no trabalho seminal de Eigen (1971). A ideia central é que o produto da taxa de mutação por base ( ) para uma determinada espécie e o comprimento do genoma desse organismo (L) deve ser geralmente menor que a unidade para permitir a adaptação (Eigen & Schuster 1979); exceder esse limite levará ao colapso da otimização evolutiva. Embora o limite de erro seja uma construção teórica e não se aplique a todos os vírus, ele foi validado empiricamente para um grande número de espécies atuais na Terra (Biebricher & Eigen 2005; Nowak 2006). Para uma dada taxa de mutação, o comprimento crítico L _c para o início deste limiar é, portanto, dado por

Para avaliar as consequências de um momento magnético reduzido, é instrutivo realizar o seguinte experimento mental. Se pegarmos nos organismos modernos e os colocarmos num ambiente com taxas de mutação ambientais mais elevadas, poderemos determinar se o limiar de erro será excedido. O produto para Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae (levedura), Drosophila melanogaster, camundongos e humanos é 2,5  ×  10 ⁻³ , 2,7  ×  10 ⁻³ , 5,8  ×  10 ⁻² , 0,49 e 0,16, respectivamente (Nowak 2006). Aumentar aproximadamente por um fator de 2 conforme o parágrafo anterior ainda garante que Δ <1 seja preservado para todas as espécies acima. ² Da mesma forma, podemos utilizar (6) para determinar o comprimento máximo do genoma viável para uma determinada taxa de mutação. Se for proporcional a , _a partir de ( 5 ), vemos que passar de para apenas produz um aumento em Lc em ∼60% em comparação com seu valor hoje.

Na realidade, duplicar a taxa de mutação pode representar uma estimativa exagerada porque os GCRs não são a única fonte contínua de radiação ionizante; o decaimento radiogênico de elementos na crosta terrestre contribui para uma taxa de dose de radiação biológica de 2,4  ×  10 ⁻³ Sv ano ⁻¹ (Hendry et al. 2009). Além disso, os organismos aquáticos são protegidos pela água contra os raios cósmicos; o fluxo de raios cósmicos (CR) é ainda reduzido por um fator de ≳2–3 após passar por ∼1 m de água (Aguayo et al. 2011). Portanto, visto coletivamente, não se espera que a redução do campo magnético da Terra tenha um impacto significativo nas espécies atuais. Por outro lado, no caso improvável de toda a biota multicelular complexa funcionar muito próximo do limiar de erro, a modesta diminuição nas taxas de mutação, que surgiria se o geodínamo fosse amplificado nesta fase, poderia ter facilitado a radiação cambriana.

3. Taxas de fuga atmosférica

Exploramos como as taxas de escape atmosférico seriam alteradas pela força do campo magnético do planeta. Caso a taxa de escape atmosférico seja grandemente aumentada, isto deverá levar a duas consequências principais. Primeiro, atmosferas atenuadas podem permitir fluxos mais elevados de GCRs, resultando assim em maiores doses de radiação. Em segundo lugar, o fluxo de radiação UV que atinge a superfície pode aumentar em atmosferas mais finas, embora isto também dependa da composição atmosférica.

Um modelo simples para a taxa de escape atmosférico ( ) para planetas não magnetizados foi proposto por Zendejas et al. ( 2010 ) baseado na conservação do fluxo de massa:

Onde R e a são o tamanho do planeta e o raio orbital, respectivamente. Observe que isso denota a taxa de perda de massa estelar dependente do tempo. Este modelo está de acordo com a taxa de escape total para Marte moderno deduzida a partir de dados MAVEN e simulações magnetohidrodinâmicas multifluidas (MHD) (Lingam & Loeb 2019). Além disso, captura razoavelmente bem a tendência geral de como o escape atmosférico muda com R , a e t _⋆ (Dong et al. 2018a , 2018b). Usando a escala de perda de massa estelar da absorção de Ly α (Wood et al. 2005 ), temos

Onde representa o escape atmosférico atual para um planeta não magnetizado. Substituindo t _⋆  ≈ 4 Gyr e t ₀  ≈ 4,6 Gyr, obtemos . Este cálculo ajuda a construir uma intuição para a evolução do escape atmosférico de um planeta não magnetizado ao longo do tempo.

O que procuramos estudar, no entanto, são as taxas de escape atmosférico para planetas magnetizados. É difícil resolver esta questão definitivamente, pois numerosos mecanismos físicos são responsáveis ​​pelo escape de neutros e íons. Alguns processos notáveis ​​incluem escape de Jeans, pulverização catódica, captação de íons, escape de calotas e cúspides polares e recombinação dissociativa (Lammer 2013). Consequentemente, tem-se percebido que a diminuição do momento magnético pode, na verdade, traduzir-se numa diminuição das taxas de escape atmosférico, contrariando as expectativas anteriores. Ilustraremos o nosso ponto de vista concentrando-nos em dois estudos recentes que investigaram a fuga atmosférica de planetas magnetizados.

Blackman & Tarduno (2018) calcularam os limites superiores de perda atmosférica para planetas semelhantes à Terra na Seção 4.2 de seu trabalho. A expressão final é complicada porque não depende apenas de R , a e R _mp , e v _sw (que foram introduzidos anteriormente), mas também de (i) velocidade do som de entrada c _s , (ii) velocidade de reconexão magnética no vento-lado e (iii) raio da exobase. Mantemos (i)–(iii) aproximadamente constante ao longo das linhas de Blackman & Tarduno (2018) e adotamos a Equação (26) desse artigo. Assim, fazendo isso, obtemos:

Como antes, normalizamos as variáveis ​​nesta equação pelos seus valores atuais, terminando assim com:

Onde usamos (3) junto com as relações de escala para e v _sw . Se usarmos também t _⋆  ≈ 4 Gyr e t ₀  ≈ 4,6 Gyr, encontramos . Como representa a taxa de escape atmosférico moderna, este resultado sugere que as taxas máximas de perda podem ter sido realmente reduzidas em ~0,6 Ga devido ao menor momento magnético.

Observe que o aumento nas taxas de escape devido à evolução dinâmica dos parâmetros do vento estelar, como exemplificado pelo último fator do lado direito de (8) e (10), está muito próximo da unidade se considerarmos o período Edicariano. Portanto, podemos deixar de lado esse fator para nos concentrarmos na compreensão de como o escape atmosférico muda com o momento magnético. Em um estudo teórico recente, Gunell et al. (2018) consideraram uma gama diversificada de processos de escape térmicos e não térmicos para determinar a taxa de escape em função do momento magnético. Da Figura 2 de Gunell et al. (2018), observamos que em , enquanto em , curiosamente, para , notamos que a taxa de escape diminui para .

Assim, de acordo com este modelo, a aquisição de um campo magnético mais forte pode reduzir as taxas de escape em, mas claramente esta diferença é mínima. Na verdade, a taxa máxima de escape atmosférico de 3,4 kg/s em é apenas um fator 2,4 maior do que a taxa de escape em . No regime , domina a fuga das calotas polares. Podemos, portanto, fazer uso da relação empírica

Com base na Figura 2 e na Equação (A.5) de Gunell et al. (2018). Esta fórmula capta a tendência com bastante precisão no regime acima mencionado e sobrestima o pico apenas por um fator de 2.

Assim, com base em modelos teóricos, há motivos para supor que a transição de um campo magnético mais fraco para um campo magnético mais forte não teve impacto nas taxas de escape atmosférico e, portanto, na pressão superficial, por uma margem significativa. Neste contexto, note que os proxies geoquímicos indicam que a pressão superficial pode ter mudado em menos de um fator de ∼2 desde meados do Proterozóico; consulte a Seção 2 para obter mais detalhes.

4. Discussão

Aqui, discutimos brevemente outras implicações dos campos magnéticos variados para a biota na Terra e em outros mundos. Por uma questão de clareza, suporemos que a transição de para , ou vice-versa, aconteça com rapidez suficiente para garantir que os parâmetros do vento estelar permaneçam praticamente inalterados.

4.1. Raios Cósmicos Solares (SCRs)

Até agora, focamos apenas nos GCRs e ignoramos a contribuição de partículas energéticas, doravante conhecidas como SCRs, geradas durante os SPEs. O fluxo UV biologicamente ponderado na superfície pode aumentar em uma ordem de grandeza em comparação com o fundo durante SPEs (Grießmeier et al. 2016; Tabataba-Vakili et al. 2016). Deve-se, no entanto, reconhecer que estes eventos são esporádicos, ao contrário dos GCRs que impactam a Terra continuamente. Além disso, os SCRs estão normalmente na faixa de keV – MeV, atingindo um máximo de ∼10 GeV e, portanto, bloqueados mais facilmente por atmosferas semelhantes à da Terra ou por campos magnéticos. A energia média no tempo e os fluxos numéricos dos SCRs foram estimados como menores do que os valores correspondentes para os GCRs em até uma ordem de grandeza, mesmo para o jovem Sol ativo em ~4 Ga (Lingam et al. 2018).

Examinemos ainda o caso em que todos os parâmetros da Terra, exceto o momento magnético, são mantidos constantes. Para o evento SPE de 1989, Atri (2017) descobriu que a dose de radiação biológica diminuiu apenas por um fator de ∼3 à medida que se passava de para . Ressalta que a mudança na dose de radiação biológica devido aos SCRs, que resultaria da modificação do momento magnético, não é significativa. Além disso, a dose de radiação foi apenas entre 10 ⁻⁶ e 10 ⁻⁵ Sv nesta faixa, enquanto o valor crítico para humanos é de ∼5–10 Sv (Atri 2017). SPEs associadas a supererupções solares cujas energias são ≳10 ²⁹ J podem afetar negativamente os ecossistemas, mas a sua frequência e probabilidade permanecem indeterminadas (Lingam & Loeb 2017).

4.2. Reversões Geomagnéticas

Abordamos a transição de para especificamente no que diz respeito aos dados paleomagnéticos de Edicarian. Observe, entretanto, que esta transição também poderia se aplicar a certos cenários de inversões geomagnéticas (Merrill et al. 1998). Em princípio, o campo magnético pode aproximar-se de valores próximos de zero durante o processo de reversão. Por exemplo, núcleos de sedimentos do Mar Negro implicam que o campo magnético durante a excursão de polaridade geomagnética de Laschamp pode ter caído para 5% do seu valor máximo (Nowaczyk et al. 2012). Portanto, várias análises propuseram que as reversões geomagnéticas estão inextricavelmente ligadas às extinções em massa, seja através do aumento do fluxo de radiação ionizante (Uffen 1963) ou do rápido escape de oxigênio (Wei et al. 2014) devido à ausência de proteção concedida pelo campo magnético. .

Embora muito trabalho tenha sido feito para identificar potenciais correlações entre extinções em massa e reversões geomagnéticas, a evidência de uma ligação causal entre estas últimas e as primeiras permanece ilusória, talvez até inexistente (Glassmeier & Vogt 2010) . Nossa análise anterior mostrou que as mudanças na taxa de dose de radiação biológica e na taxa de escape atmosférico foram provavelmente mínimas, mesmo durante a transição de uma Terra completamente não magnetizada para uma dotada de seu momento magnético atual. Assim, os nossos resultados parecem ser consistentes com a ausência de ligações causais inequívocas entre as reversões do campo geomagnético e as extinções em massa, porque prevemos que as ramificações decorrentes das primeiras não são suficientemente impactantes.

4.3. Marte e exoplanetas em torno de anãs M

Como defendemos que a alteração do momento magnético não altera significativamente os ecossistemas da Terra, pode parecer natural presumir que o mesmo se aplicaria a outros planetas. Contudo, há um ponto subtil que vale a pena reiterar: a densidade da coluna atmosférica durante a transição (por exemplo, início do dínamo ou reversões) é crucial.

Por exemplo, considere um planeta aproximadamente do tamanho da Terra com uma pressão superficial de 0,1 bar. Sua densidade de coluna seria, portanto, de aproximadamente 10% da Terra atual conforme (4). Para tal mundo, a taxa de dose de radiação biológica varia de forma diferente em comparação com (5). Da Tabela 2 de Grießmeier et al. (2016), após empregar MATHEMATICA, construímos o ansatz

Onde é a taxa de dose de radiação para. Portanto, vemos que a taxa de dose muda por um fator de mais de 3 à medida que se passa de para esta mudança é 1,6 vezes maior do que o que obtivemos na Seção 2 para densidades de coluna semelhantes às da Terra.

Voltemos nossa atenção para Marte. É bem sabido que o Marte moderno não possui um campo dipolo global; em vez disso, exibe campos magnéticos crustais remanescentes (Acuna et al. 1999). O momento em que o dínamo marciano parou está sujeito a incerteza, com alguns estudos anteriores indicando que este evento ocorreu <4 Ga (Schubert et al. 2000). Análises recentes dos estados de magnetização de crateras de impacto em diferentes idades indicam que o desligamento ocorreu entre 4,0 e 4,1 Ga (Lillis et al. 2013). Durante esta era, os proxies geológicos são aparentemente consistentes, mas não necessariamente garantem, uma atmosfera de ∼1 bar (Ramirez & Craddock 2018 ; Kite 2019). Portanto, se Marte sofresse uma transformação de para , a taxa de dose biológica seria aumentada apenas com base na discussão anterior.

A seguir, devemos considerar o impacto nas taxas de escape atmosférico. A análise das razões isotópicas de argônio, refletindo o escape devido à captação de íons, revelou que> 66% do argônio atmosférico foi perdido para o espaço (Jakosky et al. 2017), mas não é fácil identificar quando e como a atmosfera marciana foi esgotado (Ehlmann et al. 2016). Na Seção 3, vimos que a redução no momento magnético não se traduz automaticamente em taxas de escape muito mais altas. Simulações MHD multifluidas ilustraram recentemente que a taxa de escape de íons da atmosfera marciana é uma função não monotônica do campo magnético, implicando que as perdas atmosféricas eram potencialmente maiores quando Marte possuía um forte campo dipolo (Dong et al. 2018c); na verdade, a fuga atmosférica marciana poderia ser melhorada mesmo para campos magnéticos fracos (Sakai et al. 2018). Assim, o encerramento do dínamo marciano pode não ter sido tão prejudicial para a habitabilidade a curto prazo como normalmente se supõe, embora os seus efeitos a longo prazo tenham sido claramente profundos.

Por último, é necessário fazer um comentário sobre exoplanetas temperados em torno das anãs M. Devido às suas distâncias mais próximas e aos ventos estelares mais fortes vindos da estrela hospedeira, as taxas de escape atmosférico são provavelmente algumas ordens de magnitude mais altas em relação à Terra (Dong et al. 2017b , 2018a). Consequentemente, alguns exoplanetas podem manifestar atmosferas esgotadas com baixas densidades de coluna. O desligamento do dínamo planetário pode, portanto, amplificar preferencialmente as taxas de dose biológica em relação a planetas com atmosferas semelhantes às da Terra. Além disso, as taxas de dose biológica, tanto nos casos não magnetizados como nos magnetizados, são 2–3 ordens de grandeza superiores às recebidas pela Terra (Grießmeier et al. 2016). Observe que as anãs M também são geralmente caracterizadas por maior atividade, resultando assim em erupções regulares e SPEs que elevam ainda mais as doses de radiação na superfície (Lingam & Loeb 2019). Portanto, não é absurdo supor que o início ou o encerramento do dínamo planetário teria um impacto comparativamente maior na habitabilidade de tais mundos em relação à Terra.

5. Conclusão

Motivados por evidências emergentes que favorecem a nucleação do núcleo interno durante o Edicariano, investigamos como supostas variações no momento magnético podem ter afetado a habitabilidade da Terra.

Primeiro, consideramos a possibilidade de que o aumento da intensidade do campo magnético levasse a uma diminuição substancial no fluxo superficial de radiação ionizante. Ilustramos que a mudança na taxa de dose de radiação biológica foi ≲2 utilizando modelos numéricos recentes. Esta previsão pode ser consistente com o registro de isótopos cosmogênicos (especificamente ¹⁴ C e ¹⁰ Be) reconstruído a partir de meteoritos e rochas lunares, porque este último implica ostensivamente que o fluxo médio de GCR variou por um fator de <1,5 ao longo dos últimos ∼1 Gyr (Usoskin 2017). Em seguida, recorrendo ao paradigma do limiar de erro, determinamos que a maioria das espécies atuais poderia ter resistido a doses de radiação mais elevadas. Assim, a menos que a maioria da biota multicelular complexa fosse muito mais susceptível a danos no ADN e mutagênese, parece improvável que as taxas de dose de radiação ligeiramente elevadas influenciassem marcadamente a evolução.

Em segundo lugar, baseamo-nos nos desenvolvimentos contínuos nos mecanismos de escape atmosféricos para explorar se um aumento repentino no momento magnético reduzirá as taxas de escape. Descobrimos que as perdas atmosféricas talvez sejam reduzidas, mas apenas por um fator <2,5 em comparação com o caso fracamente magnetizado. Portanto, não prevemos que as variações resultantes contribuam substancialmente para a evolução atmosférica. Posteriormente, discutimos o impacto dos SCR na biota e argumentamos que o seu impacto cumulativo é geralmente inferior ao dos GCR. Seguimos indicando como nosso raciocínio é aplicável, após as devidas modificações, às inversões do campo geomagnético, uma vez que podem ser caracterizadas por mudanças rápidas no momento magnético. Finalmente, discutimos como o desligamento do dínamo marciano influenciou a habitabilidade do início de Marte (possivelmente causando um impacto marginal de curto prazo) e a maior vulnerabilidade dos exoplanetas anões M à iniciação ou desligamento dos seus dínamos.

Em resumo, a nossa análise sugere que a nucleação do núcleo interno ou um aumento na intensidade do campo magnético provavelmente não foram os impulsionadores da radiação cambriana. Em vez disso, parece mais plausível que o ambiente geoquímico Edicariano altamente dinâmico e heterogêneo, que emergiu no rescaldo da glaciação Marinoana, possa ter facilitado rápidas inovações evolutivas, especiação e diversificação (Knoll 2015; Budd & Jensen 2017; Droser et al . 2017).

Agradecemos ao revisor por fornecer sugestões esclarecedoras sobre esta Carta. Este trabalho foi apoiado pela Breakthrough Prize Foundation, pela Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Harvard e pelo Instituto de Teoria e Computação (ITC) da Universidade de Harvard.

Notas de rodapé

• 1 – Uma advertência potencialmente importante é que Grießmeier et al. (2016) estudaram planetas semelhantes à Terra orbitando uma estrela de 0,45 M _⊙ e, portanto, teriam experimentado um vento estelar mais intenso.
• 2 – Lembre-se de que especificar esse aumento equivale implicitamente a postular que exibe uma dependência aproximadamente linear da taxa de dose de radiação biológica ambiente.

1º envio para Harvard:

Comentário sobre “Revisitando as Ramificações Biológicas das Variações no Campo Magnético da Terra”

Ben Davidson Space Weather News, The Mobile Observatory Project 3301 Coors Blvd NW, #163, Albuquerque, NM 87120 [email protected]

ABSTRATO

Um estudo recente sobre as ramificações biológicas das variações no campo magnético da Terra concluiu que esta é uma causa improvável de extinções em massa na história (Lingam 2019). O estudo trata corretamente os problemas da perda atmosférica a longo prazo e da dose de radiação na superfície, mas estende indevidamente estes dados para tirar uma conclusão inócua mais ampla. Eventos de curto prazo, como erupções solares, desafiam a biosfera de maneiras diferentes do vento solar ambiente e dos raios cósmicos. Há também um conjunto crescente de evidências de modulação exógena de numerosos fenômenos biológicos, climáticos e litosféricos, muitos dos quais representam elementos potenciais de um evento de extinção em massa. Embora seja improvável que a perda atmosférica e a dose de radiação a longo prazo produzam extinções em massa por si só, a questão mais ampla das ramificações biológicas das variações no campo magnético da Terra requer uma perspectiva mais ampla, tanto temporal como tópica.

1.0 Introdução

A Terra é um planeta eletrodinâmico. Um campo magnético gerado no núcleo envolve a Terra, dezenas de milhares de quilômetros acima das nossas cabeças. Uma ionosfera fica no topo da atmosfera superior, estendendo-se centenas de quilômetros para cima e constituindo o teto do circuito elétrico atmosférico global, que corre verticalmente através de células de pressão e interage com camadas atmosféricas, nuvens, correntes telúricas e correntes induzidas geomagneticamente no solo.

O campo magnético da Terra está atualmente passando por uma mudança em magnitude e estrutura. O polo magnético sul aventurou-se fora da Antártica, movendo-se para o sul do Oceano Índico, o polo magnético norte iniciou um movimento acelerado através do Oceano Ártico e acredita-se geralmente que o campo enfraqueceu cerca de 10% entre 1800 e o ano 2000. (NOAA 2019, NASA 2003). Em 2014, este número foi atualizado para ~15% (ESA 2014) e, em 2018, uma anomalia bem divulgada do polo magnético norte forçou uma revisão antecipada do modelo magnético mundial, a fim de evitar erros de GPS em altas latitudes. Acredita-se comumente que o campo magnético da Terra pode cair para 5-10% da sua intensidade atual durante os períodos mais fracos das variações magnéticas conhecidas.

As mudanças no campo magnético da Terra ao longo do último século reacenderam a especulação e a investigação tanto na ciência eletromagnética como nas evidências geológicas de eventos de extinção passados. Lingam 2019 oferece a perspectiva de que os dois não estão relacionados devido a uma causalidade insuficiente através da dose de radiação e da perda atmosférica. O estudo é relativamente restrito e concentra-se nas mudanças de longo prazo no planeta; negligencia o potencial para eventos influentes a curto prazo e restringe de forma demasiado seletiva o conjunto de fatores que contribuem para as mudanças na biosfera e os desafios à vida biológica. Os acontecimentos solares, os raios cósmicos e os próprios aspectos eletromagnéticos da biosfera e da biologia devem ser considerados antes de se chegar à conclusão mais ampla de que as variações no campo magnético da Terra não contribuem para eventos de extinção.

2.0 EVENTOS DE RADIAÇÃO DE CURTO PRAZO

Durante estados magnéticos enfraquecidos, é improvável que a dose de radiação ao nível do solo mude significativamente (Lingam 2019), mas erupções solares, supernovas e outros eventos energéticos no espaço podem causar bombardeamentos relevantes de curto prazo na superfície.

As explosões solares de Setembro de 2017 exemplificam o potencial de expansão destes eventos de curto prazo. Embora a tempestade de prótons deste evento não tenha sido relevante ao nível do solo, 72 monitores de nêutrons detectaram um aumento no nível do solo em todo o mundo (Matthia et al. 2018); nêutrons podem quebrar o DNA e causar mutações. A explosão solar X8.2 responsável pelo evento (1) ocorreu no ‘membro ocidental’ do Sol da perspectiva da Terra, em vez de estar diretamente voltada para a Terra, (2) produziu uma ejeção de massa coronal (CME) que não atingiu a Terra, e assim o que ocorreu com o limite de fluxo de prótons capturados em seu arco de choque, (3) foi 10-20x mais fraco do que as “supererupções” solares conhecidas, como o famoso Evento Carrington, e (4) ocorreu durante o tempo presente, enquanto o campo magnético da Terra ainda é relativamente forte. Não se sabe até que ponto o bombardeamento teria sido significativo se alguma ou todas essas quatro circunstâncias atenuantes fossem revertidas.

Os efeitos da radiação de uma “supererupção” que ocorre durante um estado magnetosférico enfraquecido não foram suficientemente modelados, mas as supererupções foram modeladas sob a força atual do campo magnético da Terra, por Lingam, em 2017, e foi considerado um risco significativamente subestimado para a habitabilidade, mesmo sob o campo forte moderno. (Lingam e Loeb, 2017). Para exemplificar a preocupação de escala: uma explosão solar X25 não alteraria significativamente a atmosfera da Terra hoje, mas num estado magnetosférico enfraquecido em ~90%, isso pode ser o equivalente a uma supererupção. Embora as supererupções sejam raras o suficiente para apresentar correlações difíceis com a ação interna do geodínamo, o ciclo das manchas solares produz um aumento nas explosões solares a cada aproximadamente 11 anos, e nosso planeta provavelmente suportaria várias grandes erupções solares de classe X durante qualquer período de variação magnética significativa.

Tais eventos de curto prazo apresentam riscos para a biosfera totalmente diferentes dos da dose de radiação de longo prazo e da perda atmosférica examinada no Lingam 2019.

3.0 O CIRCUITO ELÉTRICO GLOBAL

Os raios cósmicos e os eventos solares afetam a ionosfera, um componente crítico do circuito elétrico atmosférico global (GEC), correndo verticalmente (para cima em baixa pressão, para baixo em alta pressão) através da atmosfera e acoplando-se às camadas de nuvens e ao solo.

O forçamento solar do GEC tem sido implicado em muitos dos estudos que demonstram a modulação dos raios solares/cósmicos das nuvens (Fernandes de Moraes et al. 2017; Kumar et al. 2017; Lavigne et al. 2017; Regi et al. 2017; Al-Tameemi e Chukin, 2016; Didebulidze e Todua, 2016; Lam e Tinsley, 2016; Veretenenko e Ogurtsov, 2016; Lam e Tinsley 2015; Avakyan et al. 2014; Maitra et al. 2014; Yu e Luo, 2014), tempestades tropicais (Li et al. 2018; Kim et al. 2017; Shu Gao et al. 2017; Haig e Nott, 2016; Rojo-Garibaldi et al. 2016; Trouet et al. 2016; Vyklyuk e outros 2016; Zhou e outros 2016 [1]; Hodges et al. 2014; Todorović e Vujović 2014; Pendurado 2013; Hutton et al. 2013; Hodges e Elsner, 2012; Hodges e Elsner, 2011; Perez-Peraza et al. 2008), raios (Francia et al. 2018; Jeon et al. 2018; Kumar et al. 2018, Miyahara et al. 2018; Chronis e Koshak, 2017; Makhmutov et al. 2017; Silva e Lopes, 2017) e temperaturas globais (Audu et al. 2017; Lam et al. 2017; Xiao et al. 2017; Gray et al. 2016 Zhou et al. 2016 [2]).

Numerosos estudos relataram correlações entre a atividade solar e a atividade sísmica ou vulcânica (Ma et al. 2018; Marchetti e Akhoondzadeh, 2018; Urata et al. 2018; Velichkova e Kilafarska, 2018; Casati et al. 2017; Cataldi et al. 2017; Elfaki e Yousef, 2017; Hagen e Azevedo, 2017; Yu e outros 2017; Straser e outros 2017; Sukma e Abidin, 2017; Larocca 2016; Midya e outros 2016; Midya e Gole, 2014; Ebisuzaki e outros 2011 ; Mazzarella e Palumbo, 1989). No presente caso, onde uma magnetosfera fraca tem o efeito primário de aumento do fluxo de raios cósmicos, o forçamento vulcânico é de particular interesse devido ao potencial de modulação da viscosidade dos raios cósmicos interagindo com o magma rico em sílica. (Ebisuzaki et al. 2011).

A compreensão desses processos eletrodinâmicos é incipiente, assim como os efeitos da atividade solar/cósmica sobre esses processos. Tem havido muito pouca modelagem do GEC sob atividade solar severa, e nenhuma considerando estados magnetosféricos enfraquecidos. Sem tais estudos, pode-se ainda inferir logicamente que o aumento do bombardeamento ionosférico/atmosférico proveniente da energia espacial se espalharia através do circuito elétrico global para se manifestar potencialmente como aumentos nas modulações observadas do clima, da sismicidade e da atividade vulcânica.

4.0 EFEITOS BIOFÍSICOS E MENTAIS

Estudos recentes solidificaram a relevância biológica do clima espacial, como erupções solares, tempestades geomagnéticas e raios cósmicos.

Os estudos mais relevantes dizem respeito aos efeitos do clima espacial em eventos cardíacos importantes, como acidente vascular cerebral, arritmia mortal, flutuações de pressão/batimento cardíaco, infarto do miocárdio, etc. (Jarusevicius et al. 2018; Kiznys e Vencloviene, 2018; Stoupel et al. 2018; Tang e Loganovsky, 2018; Vencloviene et al. 2018; Dimitrova et al. 2017; Stoupel et al. 2017; Ebrill et al. 2016), cada um confirmando os resultados de numerosos estudos anteriores. Pesquisas consideráveis ​​sobre modulação externa da pressão arterial e da frequência cardíaca mostraram até influência significativa em pacientes saudáveis. (Alabdulgader et al. 2018; Gurfinkel et al. 2018; Galata et al. 2017; Ozheredov et al. 2017).

A atividade solar e os raios cósmicos também apresentam fortes correlações com eventos mentais e psicológicos adversos. Diminuição cognitiva, instabilidade emocional, aumento da ansiedade, diminuição da divisão celular do hipocampo e aumento da neuroinflamação são apenas algumas das deficiências mentais e psicológicas ligadas à intensa atividade solar e aos raios cósmicos. (Kiffer et al. 2018; Parihar et al. 2018; Rozhkov et al. 2018; Shepherd et al. 2018; Parihar et al. 2016; Gok et al. 2014; Sweet et al. 2014; Persinger 2011; Zenchenko 2011; Soroka 2008; Babayev e Allahverdiyeva, 2007; Cherry 2002).

Nenhuma destas modulações potencialmente correlacionadas da saúde biológica foi modelada sob um estado magnetosférico enfraquecido, mas uma amplificação dos efeitos pode ser logicamente esperada. Vale a pena considerar o impacto de efeitos cognitivos ou outros efeitos mentais, mesmo menores, sobre os animais no mundo natural relativamente competitivo e implacável.

5.0 FUNDAÇÕES DA CADEIA ALIMENTAR

As plantas fornecem uma base crítica para o ecossistema tanto na terra como nos oceanos; está bem estabelecido que as alterações climáticas desafiam tanto a vida faunística como a floral e, por isso, as alterações climáticas devidas ao enfraquecimento das magnetosferas devem ser consideradas. As plantas também são conhecidas por responderem diretamente às mudanças no campo geomagnético nas fases de mudas, crescimento e floração, muitas vezes de forma adversa (Occhipinti et al. 2014; Maffei 2014; Belyavskaya 2004) e estariam em risco considerável de UV sob estados magnetosféricos enfraquecidos (Kataria et al. 2014; Agrawal et al. 2009; Hollosy 2002; Stapleton 1992).

As algas apresentam um exemplo interessante de uma base da cadeia alimentar em risco durante um enfraquecimento geomagnético. As microalgas mostraram fortes aumentos no tamanho (calorias totais) e na densidade nutricional quando expostas a campos magnéticos. (Deamici et al. 2016; Small et al. 2012, Newman e Watson, 1999). Sob um estado geomagnético mais fraco, as algas podem ser menores e menos nutritivas. As plantas e os micróbios podem ser desafiados numa inversão magnética de formas que podem afectar significativamente toda a cadeia alimentar.

6.0 CORRELAÇÃO TEMPORAL

O campo de estudo de eventos de extinção de reversões magnéticas é prejudicado por centenas de relatórios conflitantes sobre os efeitos totais da biosfera, fatores contribuintes, correlações temporais e faltas deles. Embora o tema da correlação temporal esteja longe de ser resolvido, mesmo após décadas de debate, há evidências suficientes para não rejeitar tal correlação completamente (Glassmeier e Vogt, 2010; Glassmeier et al. 2009; Loper et al. 1988; Loper e McCartney, 1986; Pal e Creer, 1986; Raup 1985), especialmente dada a confiança na periodicidade dos eventos de extinção (Sepkoski 1989; Pandey e Negi, 1987; Raup 1985), o que requer uma explicação.

Vale a pena tentar rejeitar cientificamente a correlação temporal sugerida, ou procurar determinar quais alterações potenciais da biosfera podem resultar em tal correlação, no entanto, a seleção de algumas mudanças na biosfera para avaliar a correlação como um todo, é um tratamento inadequado do problema.

7.0 CONCLUSÕES E DISCUSSÃO

A análise do Lingam 2019 demonstra adequadamente que nem a dose de radiação a longo prazo nem a perda atmosférica são provavelmente responsáveis ​​pelos eventos de extinção na história que supostamente ocorreram juntamente com variações magnéticas. No entanto, a análise não exclui que outros fatores sejam significativos no conjunto de mudanças na biosfera resultantes de estados magnetosféricos enfraquecidos. Por exemplo: É bem sabido que muitas aves, animais marinhos e insetos utilizam o campo magnético da Terra para uma série de atividades diárias, sazonais e anuais críticas para a sua sobrevivência, e para começar essa análise e a sua relevância para a extinção num enfraquecimento magnético seria de um escopo muito maior do que este comentário. No entanto, representa um entre fatores potencialmente incontáveis ​​num processo complexo de sobrevivência e adaptação – apenas dois dos quais foram examinados no Lingam 2019, e todos requerem um estudo independente.

As correlações temporais entre o enfraquecimento magnético e as extinções não podem ser excluídas com base numa análise seletiva de apenas alguns fatores potenciais. Embora este comentário não solidifique nem a correlação temporal nem o(s) mecanismo(s) de ação, há amplas evidências para rejeitar a hipótese mais ampla em Lingam 2019, ou pelo menos, restringir suas descobertas excluindo a radiação de longo prazo e as perdas atmosféricas sendo as únicas causas da correlação temporal relatada. É necessário um estudo muito mais amplo, ou talvez múltiplos estudos focados, para determinar se, e em que medida, outros factores estão implicados nas correlações temporais relatadas.

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Zenchenko, T.A. Solar wind density variations and the development of heliobiological effects during magnetic storms. Atmospheric and Ocean Physics (2011)
[1] Zhou et al. Impacts of the diurnal cycle of solar radiation on spiral rainbands. Advances in Atmospheric Sciences (2016)
[2] Zhou et al. Correlations of global sea surface temperatures with the solar wind speed. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics (2016)

2º envio para Harvard:

Comentário sobre “Revisitando as Ramificações Biológicas das Variações no Campo Magnético da Terra”

Ben Davidson

Space Weather News, The Mobile Observatory Project, Colorado Springs, CO, 80920

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1.0 INTRODUÇÃO

Há uma questão em aberto quanto à correlação entre variação geomagnética e extinções. Lingam 2019 conclui que os dois não estão relacionados devido à causalidade insuficiente por radiação de longo prazo e perda atmosférica. O estudo trata esses problemas de forma adequada, mas restringe de forma demasiado seletiva o conjunto de desafios biológicos durante estes eventos, e estende-se indevidamente à conclusão mais ampla e inócua.

2.0 DESAFIOS DA BIOSFERA

As grandes erupções solares não foram bem estudadas sob uma magnetosfera enfraquecida, mas foram estudadas sob a forte força magnética atual, por Lingam, e foram consideradas um risco subestimado para a habitabilidade no exame anterior. (Lingam e Loeb 2017).

Durante a explosão solar de Carrington de 1859, que deverá ter uma periodicidade de aproximadamente 200 anos, a temperatura da Terra mudou até 7 graus C, com perda de 30% de ozono e danos significativos de UV às plantas e ao fitoplâncton; o campo magnético da Terra é um dos únicos fatores que salva a biosfera terrestre de eventos de extinção durante estas explosões bicentenárias. (Lingam e Loeb 2017, e referências nele contidas). Explosões 10 vezes menores, como o evento do próton solar de 2003, alteraram a temperatura da Terra em 3 graus C. (Lingam e Loeb 2017, e referências nele contidas). Sabe-se que erupções solares maiores, como o “Evento Carlos Magno” em 775 DC, ocorrem em escalas de tempo de 1.000 a 2.000 anos e são 10 vezes maiores que o evento Carrington. A escala com um campo magnético constante sugere que um evento de Carlos Magno poderia produzir uma mudança de temperatura >10 graus C, o que atingiria o limiar das mudanças no nível de extinção em Lingam e Loeb (2017), e que seria amplificado ainda mais durante a variação magnética.

Embora um evento de extinção por explosão solar seja improvável com a forte magnetosfera da Terra, a destruição do ozono e a extinção resultante de uma explosão gama ou supernova próxima exigiriam apenas 1,5 – 2x mais perda de ozono (Lingam e Loeb 2017) do que a observada durante a explosão de 1859. É bem sabido que o campo da Terra pode diminuir para 5-10% da intensidade da corrente durante variações magnéticas – o campo da Terra é atualmente 10-20x mais forte do que no seu ponto mais fraco – uma mudança bem dentro do potencial de escala de extinção da perda de ozono.

Tanto a perda de ozono como as alterações climáticas poderiam ser amplificadas para eventos de nível de extinção, devido à actividade solar durante uma inversão magnética, sem começar a considerar causas alternativas. Lingam 2019 explora apenas a dose direta de radiação Sievert para humanos a partir de prótons solares em uma variação magnética, mas não há discussão sobre a perda de ozônio, mudanças climáticas ou outros desafios que foram analisados ​​no estudo de 2017.

Além dos raios cósmicos solares, os raios cósmicos galácticos (GCR) aumentam durante um enfraquecimento geomagnético. É bem conhecido que o GCR desencadeia a formação de nuvens, e estudos relataram correlações entre o GCR e a atividade vulcânica (Ma et al. 2018; Ebisuzaki et al. 2011). Estudos recentes demonstram a relevância biológica direta da energia espacial para eventos cardíacos importantes. (Jarusevicius et al. 2018; Stoupel et al. 2018; Vencloviene et al. 2018). Condições psicológicas como diminuição cognitiva, instabilidade emocional, ansiedade e neuroinflamação também estão correlacionadas. (Rozhkov et al. 2018; Shepherd et al. 2018; Cherry 2002). Nenhum destes desafios foi estudado sob uma magnetosfera enfraquecida, mas todos podem resultar em desafios significativos para a biosfera. Existem outros desafios climatológicos, sísmicos e biológicos não mencionados aqui, todos funcionando como um conjunto que produz extinção.

3.0 CORRELAÇÃO TEMPORAL

Vale a pena tentar rejeitar a correlação temporal sugerida ou determinar quais mudanças na biosfera podem resultar na correlação. No entanto, a seleção de algumas alterações para avaliar a correlação como um todo é um tratamento impróprio no Lingam 2019. O tema da correlação temporal está longe de estar resolvido, mas há evidências suficientes para não rejeitar tal correlação completamente (Glassmeier e Vogt 2010; Loper e outros 1988; Pal e Creer 1986; Raup 1985).

4.0 CONCLUSÃO

As correlações temporais entre o enfraquecimento magnético e as extinções não podem ser excluídas com base numa análise seletiva de apenas alguns fatores potenciais. Embora este comentário não solidifique uma correlação temporal ou qualquer mecanismo(s) de ação, há amplas evidências que restringem as conclusões do Lingam 2019 à exclusão de que a radiação de longo prazo e as perdas atmosféricas são as únicas causas da correlação temporal relatada.

REFERÊNCIAS

Cherry, N. Schumann Ressonâncias, um mecanismo biofísico plausível para os efeitos do Solar na saúde humana. Riscos Naturais (2002)
Ebisuzaki et al. Erupções vulcânicas explosivas desencadeadas por raios cósmicos: vulcão como câmara de bolhas. Pesquisa Gondwana, 19, 4 (2011)
Glassmeier, K., Vogt, J. Transições de polaridade magnética e efeitos biosféricos Space Science Reviews, 155, 1-4 (2010)
Jarusevicius et al. Correlação entre alterações no campo magnético local da Terra e casos de infarto agudo do miocárdio. Revista Internacional de Pesquisa Ambiental e Saúde Pública (2018)
Lingam, M. Revisitando as Ramificações Biológicas das variações no Campo Magnético da Terra. The Astrophysical Journal Letters, 874, 2 (2019)
Lingham, M., Loeb, A. Riscos para a vida em planetas habitáveis ​​devido a supererupções de suas estrelas hospedeiras. O Jornal Astrofísico, 848, 1 (2017)
Loper, DE, McCartney, K. Mantle Plumes e a periodicidade das reversões magnéticas. Cartas de Pesquisa Geofísica, 13, 13, 1525-1528 (1986)
Ma, L., Zhiqiang, Y., Han, Y. Possível influência da atividade solar na vulcanicidade global. Pesquisa em Ciências da Terra, 7, 1 (2018)
Pal, PC, Creer, KM. Surtos de reversão geomagnética e episódios de catastrofismo extraterrestre. Natureza, 320, 148-150 (1986)
Rozhkov et al. Avaliação dos efeitos da atividade geomagnética e solar nos processos bioelétricos do cérebro humano usando uma função estrutural. Neurociências e Fisiologia Comportamental (2018)
Pastor et al. Campos eletromagnéticos de frequência extremamente baixa prejudicam as habilidades cognitivas e motoras das abelhas. Natureza, Relatórios Científicos (2018)
Stoupel et al. Os níveis de troponina no sangue em eventos cardíacos agudos dependem dos componentes da atividade do clima espacial (um estudo correlativo). J Básico. Clin. Fisiol. Farmacol. (2018)
Vencloviene et al. Mudanças de curto prazo nas condições climáticas e espaciais e chamadas de ambulância de emergência para pressão arterial elevada. Atmosfera (2018)