Det yttre rymden berör oss på så många sätt. Meteorer från antika asteroide-kollisioner och damm som sprutas från kometer smälter in i vår atmosfär varje dag, det mesta osynligt. Kosmiska strålar joniserar atomerna i vår övre luft, medan solvinden finner snediga sätt att invadera planetmagnetosfären och sätta himlen av med aurora. Vi kan inte ens gå ute på en solig sommardag utan att bry oss om att solens ultravioletta ljus brinner ut huden.
Så kanske du inte skulle bli förvånad över att vår planet också under jordens historia har påverkats av en av de mest kataklysmiska händelserna universum har att erbjuda: explosionen av en supergigantisk stjärna i en Typ II supernova händelse. Efter att stjärnkärnan kollapsade blåser den utgående chockvågen stjärnan i bitar, både släpper och skapar en mängd element. En av dessa är järn-60. Medan de flesta av järnet i universum är järn-56, en stabil atom som består av 26 protoner och 30 neutroner, har järn-60 fyra ytterligare neutroner som gör det till en instabil radioaktiv isotop.
Om en supernova inträffar tillräckligt nära vårt solsystem är det möjligt för en del av ejecta att ta sig hela vägen till jorden. Hur kan vi upptäcka dessa stjärnskärvar? Ett sätt skulle vara att leta efter spår av unika isotoper som bara kunde ha producerats av explosionen. Ett team av tyska forskare gjorde just det. I en papper publicerade tidigare denna månad i Proceedings of the National Academy of Sciences, rapporterar de upptäckten av järn-60 år biologiskt producerade nanokristaller av magnetit i två sedimentkärnor som borrats från Stilla havet.
Magnetit är ett järnrikt mineral som naturligt lockas till en magnet precis som en kompassnål svarar på jordens magnetfält.Magnetotaktiska bakterier, en grupp bakterier som orienterar sig längs jordens magnetfältlinjer, innehåller specialiserade strukturer som kallas magnetosomer, där de lagrar små magnetiska kristaller - främst som magnetit (eller greigit, en järnsulfid) i långa kedjor. Man tror att naturen gick till allt detta problem för att hjälpa varelserna att hitta vatten med den optimala syrekoncentrationen för deras överlevnad och reproduktion. Även efter att de är döda fortsätter bakterierna att rikta in sig som mikroskopiska kompassnålar när de slår sig ner till havets botten.
När bakterierna dör förfaller de och upplöses, men kristallerna är tillräckligt robusta för att bevaras som kedjor av magnetofossiler som liknar pärlslända kransar på familjens julgran. Använder en masspektrometer, som retar en molekyl från en annan med mördningsnoggrannhet, upptäckte teamet "levande" järn-60 atomer i de fossiliserade kedjorna av magnetitkristaller producerade av bakterierna. Levande mening fortfarande färskt. Eftersom halveringstiden för järn-60 bara är 2,6 miljoner år, har allt primärt järn-60 som sådd jorden i dess bildande för länge sedan försvunnit. Om du gräver runt nu och hittar iron-60, ser du sannolikt på en supernova som rökningpistolen.
Medförfattare Peter Ludwig och Shawn Bishop, tillsammans med teamet, fann att supernovamaterialet anlände till jorden för cirka 2,7 miljoner år sedan nära gränsen till Pleistocen- och pliocenepoker och regnade ner i alla 800 000 år innan de slutade för cirka 1,7 miljoner år sedan. Om det någonsin föll ett hårt regn.
Toppkoncentrationen inträffade för cirka 2,2 miljoner år sedan, samtidigt som våra tidiga mänskliga förfäder, Homo habilis, huggade verktyg från sten. Visste de uppkomsten av en spektakulär ljus "ny stjärna" på natthimlen? Förutsatt att supernova inte doldes av kosmiskt damm, måste synen ha tagit våra bipedala förhållanden på knäna.
Det finns till och med en möjlighet att en ökning av kosmiska strålar från evenemanget påverkade vår atmosfär och klimat och ledde möjligen till en mindre dödsfall vid den tiden. Afrikas klimat torkade ut och upprepade glacieringscykler blev vanliga när globala temperaturer fortsatte sin kyltrend från Pliocen till Pleistocen.
Kosmiska strålar, som är extremt snabbrörande protoner med hög energi och atomkärnor, rivar upp molekyler i atmosfären och kan till och med tränga ner till ytan under en närliggande supernovaexplosion, inom cirka 50 ljusår från solen. Den höga strålningsdosen skulle riskera livet, samtidigt som det ökar antalet mutationer, en av de kreativa krafterna som driver livets mångfald över vår planet. Livet - alltid en berättelse om att ta det goda med det dåliga.
Upptäckten av järn-60 cementerar ytterligare vår anslutning till universum i stort. Faktum är att bakterier som gabbar på supernova-ask lägger till en bokstavlig vridning till den sena Carl Sagans berömda ord: ”Kosmos är inom oss. Vi är gjorda av stjärnor. " Stora eller små, vi är skyldiga våra liv till syntesen av element inom magens stjärnor.
