הלילה שארך אלף שנה: כך כמעט איבד כדור הארץ את שדה המגן שלו

תארו לעצמכם שמיים זוהרים בכל לילה, לא בקוטב, אלא כאן, מעל ישראל. פנטזיה? לפני 41,000 שנה, זו הייתה המציאות המפחידה של אבותינו. השדה המגנטי של כדור הארץ קרס כמעט לחלוטין, המגן הקוסמי שלנו נעלם, והאנושות הצעירה נאלצה להסתגל למציאות מסוכנת תחת מטר של קרינה קטלנית. מחקר חדש משחזר את האירוע ששינה את העולם, חושף כיצד הזוהר הצפוני רקד מעל הסהרה, ואיך אבותינו שרדו באמצעות המצאה גאונית.

דמיינו לילה בהיר. מעליכם, על פני כל כיפת השמיים, נפרש וילון אור אדיר, זוהר ומרקד. גוונים של ירוק, סגול ואדום נעים בגלים שמימיים, לא רק באופק הצפוני הרחוק, אלא בכל מקום. מעליכם, לצדכם, מקיפים אתכם. זו אינה תופעה של פעם בחיים, זהו המראה הקבוע, לילה אחר לילה. הפנטזיה המרהיבה הזו הייתה, כך מתברר, המציאות המטלטלת של אבותינו הקדמונים. מחקר חדש ופורץ דרך, שפורסם בכתב העת היוקרתי Science Advances, לוקח אותנו למסע בזמן, 41,000 שנים אל העבר, אל תקופה שבה הכללים המוכרים של כדור הארץ השתנו לחלוטין. זהו סיפור על שדה מגנטי שקרס, על מגן קוסמי שנעלם, ועל האנושות הצעירה שנאלצה לשרוד בעולם שהפך עוין וחשוף באופן שלא ניתן לתאר. במרכז הסיפור עומד אירוע קטסטרופלי קצר, במונחים גאולוגיים, המכונה "אירוע לשאמפ" (Laschamp event), פרק זמן של כאלפיים שנה שבו הבועה המגנטית המגינה על החיים עלי אדמות כמעט והתפוגגה לחלוטין.

כדי להבין את גודל הדרמה, עלינו ראשית להעריך את השגרה השקטה שממנה אנו נהנים כיום. עמוק בתוך כדור הארץ, בליבת הברזל הנוזלית החיצונית שלו, זרמים אדירים של מתכת מותכת יוצרים אפקט של דינמו, ומייצרים שדה מגנטי עצום שעוטף את כל הפלנטה. השדה הזה, המכונה מגנטוספירה, הוא גיבור אלמוני. הוא משמש כמגן בלתי נראה מפני "רוח השמש" - זרם בלתי פוסק של חלקיקים טעונים הנורים מהשמש במהירויות אדירות. ללא המגנטוספירה, רוח השמש הייתה פשוט "מקלפת" את האטמוספירה שלנו אל החלל, הופכת את עולמנו השופע למדבר צחיח ונטול חיים, בדומה למאדים. לעיתים, חלקיקים מהחלל מצליחים לחדור דרך נקודות תורפה בשדה המגנטי, בעיקר באזורי הקטבים. כשהם פוגעים באטמוספירה העליונה, הם יוצרים את המופע המרהיב של זוהר הקוטב, האורורה. אך מה קורה כשהמגן הזה, שנדמה לנו נצחי ויציב, מתחיל לגמגם, להיחלש, ואז לקרוס? זה בדיוק מה שצוות חוקרים בינלאומי, בהובלת אגניט מוקופדאי (Agnit Mukhopadhyay) מאוניברסיטת מישיגן, יצא לחקור באמצעות שחזור ממוחשב מורכב וחסר תקדים.

הצוות השתמש במודלים המתקדמים ביותר כדי להזין נתונים שנאספו מארכיונים גאולוגיים - דגימות פליאומגנטיות מסלעים - ולשחזר את מצב השדה המגנטי, המגנטוספירה והאורורה בחמש נקודות זמן קריטיות לאורך אירוע לשאמפ. התמונה שהתגלתה הייתה אפוקליפטית. המסע שלנו מתחיל כ-42,153 שנים לפני זמננו. השדה המגנטי כבר מראה סימני חולשה, עוצמתו היא רק כמחצית מעוצמתו היום, אך המבנה הכללי עדיין דומה. המגנטוספירה, הבועה המגנה שלנו, מתחילה להתכווץ. במצב נורמלי, היא משתרעת למרחק של בין 8 ל-11 רדיוסים של כדור הארץ בצד הפונה לשמש, אך כעת היא הצטמקה למרחק של 5.3 רדיוסים בלבד. במקביל, הציר המגנטי, אותו קו דמיוני המחבר בין הקוטב המגנטי הצפוני לדרומי, החל לנטות בזווית חדה, פי ארבעה מהנטייה המוכרת לנו. האורורה, שרגילה לרקוד סביב החוג הארקטי, החלה במסע נדודים דרומה, חוצה את אירו-אסיה לכיוון צפון אפריקה. אך זו הייתה רק ההתחלה, הקדימון לאירוע המרכזי.

אלף שנים קדימה, 41,168 שנים לפני זמננו, המצב כבר היה שונה בתכלית. השדה המגנטי המשיך להיחלש והציר נטה כעת בזווית מדהימה של 76 מעלות. המגנטוספירה דמתה יותר לזו של כוכבי לכת חיצוניים כמו נפטון מאשר לזו של כדור הארץ. הזוהר הצפוני כבר לא היה צפוני כלל; הוא חנה מעל צפון-מערב הסהרה, בעוד הזוהר הדרומי ריחף מעל מזרח אוסטרליה וניו זילנד. הטבעת האורורית התרחבה לממדים מפלצתיים, קוטרה הגיע ליותר מ-8,000 קילומטרים, כמעט פי שלושה מקוטרה כיום. אך שיא הדרמה עוד היה לפנינו. בנקודת האמצע של האירוע, כ-40,977 שנים לפני זמננו, השדה המגנטי קרס כמעט לחלוטין, צונח לעוצמה של כ-10% בלבד מעוצמתו המודרנית. המבנה הדיפולי הפשוט, עם קוטב צפוני ודרומי, נעלם. במקומו, הופיע שדה כאוטי, רב-קוטבי (non-dipolar), עם אזורים מגנטיים חלשים ופזורים על פני כל כדור הארץ. המגנטוספירה התכווצה באופן קטסטרופלי, כשגבולה התקרב למרחק של 2.43 רדיוסים בלבד מכדור הארץ - כ-15,500 קילומטרים בלבד מעל פני השטח. המגן שלנו כמעט ונעלם.

באותם לילות קדומים, השמיים לבשו צורה חדשה ומוזרה. האורורה התפרקה ממבנה הטבעת המוכר לה והפכה לתופעה גלובלית, מפוזרת, שכיסתה שטחים עצומים של הפלנטה. כפי שניסח זאת החוקר הראשי, אגניט מוקופדאי, בראיון לאתר החדשות של אוניברסיטת מישיגן: "אילו חיית על פני כדור הארץ באותה תקופה, היית רואה את זוהר הקוטב כמעט כל לילה, והוא היה נראה כמו וילון אור מרקד ונע על פני כל השמיים". אך המראה המרהיב הזה הסתיר אמת קטלנית. קווי השדה המגנטי ה"פתוחים", אלו המשמשים שער כניסה לחלקיקים מהחלל, התרחבו וכיסו אזורים נרחבים של הפלנטה. כדור הארץ הופצץ ללא רחם בקרינה קוסמית גלקטית וחלקיקים אנרגטיים מהשמש. החשיפה המוגברת לקרינה אולטרה-סגולה (UV) הגיעה לרמות מסוכנות, והייתה לה השפעה דרמטית על החיים על פני האדמה, ובמיוחד על אבותינו.

שינויים בשדה המגנטי הפנימי של כדור הארץ במהלך אירוע לשאמפ. (A) שינויים בעוצמה (מסומנת כ-“magnetic intensity”) ובכיוון (מסומן כ-“magnetic inclination”) של השדה המגנטי הפנימי במהלך אירוע לשאמפ, בהשוואה לתנאים מודרניים. B.P., לפני זמננו. (B עד F) מפות גלובליות של עוצמה ונטייה על פני כדור הארץ עבור תקופות נבחרות במהלך שיא הירידה בעוצמת השדה במשך אירוע לשאמפ, כפי שזוהו בתת-תרשים (A).

כאן הסיפור הקוסמי פוגש את הסיפור האנושי. התקופה הזו, לפני כ-40 אלף שנה, הייתה צומת קריטי באבולוציה האנושית. הניאנדרטלים, ששלטו באירופה מאות אלפי שנים, היו על סף הכחדה, בעוד בני האדם המודרניים אנטומית (AMH), אבותינו הישירים, התפשטו במהירות ברחבי היבשת. המחקר החדש מצביע על חפיפה מרתקת בין האזורים שנפגעו באופן הקשה ביותר מהקרינה - אלו שמעליהם "חנו" קווי השדה הפתוחים - לבין האזורים שבהם אנו מוצאים עדויות להתפתחויות תרבותיות וטכנולוגיות משמעותיות. אחת התעלומות הגדולות בארכאולוגיה היא הופעתה של "התרבות האוריניאקית", המזוהה עם בני האדם המודרניים, הכוללת כלים מתוחכמים, אמנות ושימוש נרחב באוכרה - פיגמנט טבעי בצבעי אדום-חום. חוקרים המנתחים את התקופה (כמו במחקר קודם של פרופ' טרני וקופר) מעלים השערה נועזת שמתחזקת לאור הממצאים החדשים: האם ייתכן שחלק מהחידושים הללו היו תגובת הישרדות ישירה למתקפה הקוסמית? האוכרה, למשל, יעילה ביותר כמסנן קרינה טבעי. ייתכן שאבותינו החלו למרוח אותה על עורם לא רק לצרכים טקסיים, אלא כדי להגן על עצמם מכוויות שמש קשות ומסרטן העור.

באופן דומה, התרבות האוריניאקית כוללת עדויות ראשונות לייצור ביגוד "מותאם" - בגדים שנתפרו להתאים לגפיים, בניגוד לגלימות הפשוטות שככל הנראה שימשו את הניאנדרטלים. ביגוד כזה אינו רק יעיל יותר נגד הקור, אלא גם מספק הגנה מעולה מפני קרינת UV, ומאפשר לאנשים לשהות זמן רב יותר מחוץ למערות המוגנות. ייתכן שהיכולת לייצר ביגוד ואמצעי הגנה יעילים העניקה לאבותינו יתרון תחרותי מכריע על פני הניאנדרטלים בסביבה שהפכה עוינת באופן קיצוני. זוהי תמונה מדהימה: בזמן שהשמיים רקדו במופע אורות קטלני, האנושות הצעירה למדה לתפור, לצבוע את עורה באדום, ולשרוד. כפי שציין פרופ' כריס טרני (Chris Turney) מאוניברסיטת ניו סאות' ויילס, חוקר מוביל של התקופה שלא היה מעורב במחקר הנוכחי, אירוע לשאמפ היה חלק מ"סערה מושלמת" של שינויים סביבתיים, כולל התקררות אקלימית, שהפעילו לחץ אדיר על האוכלוסיות הקדומות.

לאחר שיא הכאוס, השדה המגנטי החל בתהליך התאוששות איטי ומפרך. כ-40,531 שנים לפני זמננו, המבנה הדיפולי החל להופיע מחדש, והמגנטוספירה החלה להתרחב. אך רק כ-39,900 שנים לפני זמננו, כמעט 1,400 שנה לאחר תחילת הקריסה, חזר הציר המגנטי לנטייה שדומה לזו של ימינו, והאורורה נכלאה שוב באזורי הקטבים. עם זאת, החוקרים מדגישים כי נדרשו עוד כ-10,000 שנים עד שהשדה המגנטי חזר לעוצמתו המלאה. הלילה הארוך נגמר, אך הצלקות שלו נותרו חרוטות בזיכרון הגאולוגי של הפלנטה.

ומה כל זה אומר עלינו, היום? אנו חיים בחברה התלויה באופן מוחלט בטכנולוגיה עדינה. השדה המגנטי של ימינו אמנם יציב, אך הוא נמצא בתהליך מתמיד של היחלשות. ב-180 השנים האחרונות הוא נחלש בקצב של כאחוז אחד בכל שני עשורים, והקוטב המגנטי הצפוני נודד במהירות הולכת וגוברת. אירוע בסדר הגודל של לשאמפ אינו צפוי בזמן הקרוב, אך המחקר מדגיש את הפגיעות העצומה שלנו. כפי שהסביר דניאל טי. וולינג (Daniel T. Welling), החוקר הבכיר במחקר: "מה שהמחקר הזה מראה הוא שהבועה המגנה סביב כוכב הלכת שלנו אינה יציבה כפי שאנו נוטים לחשוב. אירוע דומה כיום יהיה קטסטרופלי עבור החברה התלויה-בטכגולוגיה שלנו, ועלול להשבית לוויינים ולהקריס רשתות חשמל". לווייני תקשורת ו-GPS, רשתות חשמל, מערכות בנקאיות - כל אלו עלולים לקרוס תחת מתקפה של חלקיקים סולאריים ללא המגן המגנטי. המחקר הזה הוא לא רק הצצה מרהיבה לעבר הסוער של כדור הארץ, אלא גם תמרור אזהרה. הוא מזכיר לנו שאנו חיים על כוכב לכת דינמי, לעיתים אלים, ושהיציבות שאנו חווים היא תופעה זמנית ושברירית. אבותינו שרדו את הלילה הארוך בעזרת חוכמה, יצירתיות וחוסן. האתגר שלנו יהיה לשרוד את הסערה הבאה בעזרת ידע, טכנולוגיה, ומידה רבה של ענווה מול כוחות הטבע האדירים.

המחקר:

Wandering of the auroral oval 41,000 years ago