Новое исследование Мичиганского университета предполагает, что древние Homo sapiens, возможно, пережили пик солнечной радиации около 41 000 лет назад благодаря ранним технологиям, таким как солнцезащитный крем, индивидуальная одежда и убежище в пещерах. Исследование, проведенное исследователями из Инженерного колледжа Мичиганского университета и факультета антропологии Мичиганского университета, опубликовано в журналеЖурнал «Прогресс науки», показывая, что эти инновации помогли защитить Homo sapiens в Европе в периоды серьезного экологического стресса, когда магнитное поле Земли временно ослабевало.

В этот период северный магнитный полюс переместился над Европой в результате геомагнитного сдвига. Геомагнитный сдвиг — это естественное, но временное изменение магнитного поля Земли, которое происходило примерно 180 раз в геологической истории. Хотя магнитные полюса не меняются полностью, ослабление магнитного поля позволяет большему количеству ультрафиолетового (УФ) излучения достигать поверхности Земли, вызывая широкое распространение полярных сияний и увеличивая солнечную радиацию во всем мире.

Напротив, неандертальцы, у которых не было подобных технологий сохранения, исчезли из летописи окаменелостей около 40 000 лет назад, вскоре после этого события. Исследователи полагают, что этот технологический разрыв мог способствовать их исчезновению.

Примерно в то же время Homo Sapiens, по-видимому, начали шить одежду на заказ и чаще использовать охру (минерал, который наносится на кожу для придания солнцезащитных свойств). Такое поведение, возможно, способствовало их распространению по Европе и Азии в период, когда популяция неандертальцев сокращалась.

«В исследовании мы объединили все области, где магнитные поля не соединяются, позволяя космическому излучению или любым высокоэнергетическим частицам Солнца проникать в землю», — сказала ведущий автор исследования Агнит Мухопадьяй, исследователь в области климата и космической науки и техники в Мичиганском университете.

«Мы обнаружили, что многие из этих областей на самом деле очень близки к периоду ранней человеческой деятельности 41 000 лет назад, особенно к увеличению использования пещер и увеличению использования доисторических солнцезащитных кремов».

Магнитное поле Земли создается вращением Земли и, в свою очередь, вращением ядра Земли. Ядро Земли состоит из расплавленного железа, которое генерирует электрические токи, распространяющиеся вокруг Земли в виде гало. Ореолы помогают защитить Землю от космического излучения, которое истончает озоновый слой Земли и заставляет больше ультрафиолетовых лучей проникать на планету. Взаимодействие этих частиц с магнитным полем Земли также приводит к образованию полярных сияний.

Мукхопадьяй намеревался смоделировать это взаимодействие, используя структуру моделирования космической погоды, универсальный численный инструмент, разработанный и поддерживаемый Центром моделирования космической среды Мичиганского университета для изучения солнечной, гелиосферной и планетарной космической среды, включая Землю.

Солнце непрерывно выбрасывает к Земле горячий газ и заряженные частицы. Эти частицы образуют плазменную систему из-за чрезвычайно высокой температуры. Мухопадьяй разработал модель, которая предсказывает, как эта плазменная система взаимодействует с магнитным полем Земли, что в конечном итоге приводит к образованию полярных сияний.

Это магнитное поле имеет северное и южное направления: Северный полюс и Южный полюс. Из-за направления магнитного поля мы обычно видим полярные сияния только на Северном и Южном полюсах, где магнитное поле самое сильное. Но на протяжении всей истории эти полюса время от времени отклонялись от своего традиционного географического положения. Это называется «геомагнитной экскурсией», сказал Мухопадьяй. Самое последнее событие, известное как экскурсия в Лашон, произошло около 41 000 лет назад.

Мухопадия сотрудничал с Саней Пановской, исследователем из Центра геонаук GFZ имени Гельмгольца в Германии, для создания трехмерной реконструкции геокосмической системы Земли. Для этого исследователи объединили три независимые модели: глобальную модель, реконструирующую геомагнитное поле во время дрейфа Лашона, модель плазменной среды в пространстве вокруг Земли и модель, предсказывающую форму земного сияния в то время. Окончательная трехмерная модель показывает, где заряженные частицы могут проходить через геомагнитное поле Земли.

Исследователи обнаружили, что во время дрейфа Рашана магнитное поле Земли ослабло примерно до 10% от его нынешней силы. Это приводит к тому, что магнитные полюса Земли прогибаются вблизи экватора, а линии магнитного поля расширяются. Это также позволяет увидеть полярное сияние по всей Европе и даже в Северной Африке.

Затем исследователи разместили 3D-карты космической системы Земли по всему миру и обнаружили, что временной период дрейфа Лашампа, который длился примерно 41 000–39 000 лет назад, совпал с периодом изменения человеческой популяции на Земле.

Неандертальцы и Homo sapiens сосуществовали в Европе, а Homo sapiens (часто называемых анатомически современными людьми) прибыл в Европу около 56 000 лет назад, рассказала Рэйвен Гарви, доцент кафедры антропологии Мичиганского университета. Около 40 000 лет назад неандертальцев перестали признавать в Европе как вид.

«Какие различия существовали между этими видами, между неандертальцами и анатомически современными людьми, которые могли способствовать этому исчезновению, были главным вопросом антропологии на протяжении десятилетий», — сказал Гарви.

Одежда может быть фактором, сказала она. Технологические средства изготовления интимной одежды были найдены на археологических раскопках, связанных с анатомически современными людьми (но не обязательно с неандертальцами).

Однако на стоянках, связанных с современным человеком, археологи нашли не только скребки, используемые для изготовления шкур, но также иглы и шила — предметы, связанные с шитьем. По словам Гарви, у одежды, сшитой на заказ, есть два преимущества: она значительно теплее, а дополнительное тепло означает, что люди могут путешествовать дальше от печей и укрытий в поисках еды.

Она сказала, что одежда, изготовленная по индивидуальному заказу, может также дать еще одно неожиданное преимущество — защиту от солнечных лучей.

Солнечная радиация имеет множество вредных последствий, включая поражения глаз и дефицит фолиевой кислоты (что может привести к врожденным дефектам и увеличению детской смертности), «поэтому наличие защиты от солнечной радиации также дает значительные преимущества любому, у кого она есть», — сказал Гарви.

Homo sapiens, вероятно, также более широко использовал охру. Охра — это природный пигмент, состоящий из оксидов железа, глины и кремнезема, который давно использовался многими древними видами человека. Люди использовали его для раскрашивания предметов, стен пещер и даже украшения собственного тела.

«Есть некоторые эксперименты, которые показывают, что он обладает свойствами, подобными солнцезащитному крему. Это очень эффективный солнцезащитный крем, а также есть некоторые этнографические исследования, которые показывают, что он используется в первую очередь для защиты от солнца», — сказал Гарви. «Его возросшее производство и его связь в основном с анатомически современными людьми (период Лашона) также позволяют предположить, что люди в то время также использовали его для защиты от солнца».

Исследователи стараются подчеркнуть, что их выводы не являются окончательными. Однако это обеспечивает новый способ изучения существующих данных.

«Я думаю, важно отметить, что эти результаты носят корреляционный характер, и (наше) исследование представляет собой своего рода метаанализ», — сказал Гарви. «Но я думаю, что это открывает совершенно новый взгляд на эти данные, учитывая феномен дрейфа Рашана».

По словам Мукхопадьяя, помимо изучения того, как предыдущие экскурсии могли повлиять на людей, 3D-модели также дают людям возможность предсказать, как будущие экскурсии могут повлиять на нас.

«Если бы подобное событие произошло сегодня, мы бы увидели, что несколько различных областей были бы полностью парализованы», - сказал он. «Наши спутники связи не смогут функционировать. Многие из телекоммуникационных массивов, расположенных на земле, серьезно пострадают даже от малейшего явления космической погоды, не говоря уже о воздействии на людей, которое окажет значительное влияние на нашу повседневную жизнь».

Мукхопадьяй также отметил, что их исследование также подчеркивает, что люди все еще могут выжить на планете с атмосферой, сильно отличающейся от нашей сегодня, что имеет важные последствия для поиска жизни на планетах за пределами Земли.

«Многие люди говорят, что планеты не могут поддерживать жизнь без сильных магнитных полей», — сказал он. «Взгляд на доисторическую Землю, особенно на подобные события, помогает нам изучать физику экзопланет с совершенно другой точки зрения. Жизнь тогда существовала. Но она немного отличалась от сегодняшней».

Собрано из /scitechdaily