Загадка магнитных «компасов» древних морских организмов
Недавние исследования подтвердили, что некоторые древние морские организмы производили загадочные магнитные частицы необычайно большого размера, которые теперь можно найти в виде окаменелостей в морских отложениях.
Международная команда ученых сумела создать карту магнитных доменов одного из таких «гигантских магнитофоссилов» с использованием современных технологий на источнике рентгеновского излучения Diamond. Их анализ показывает, что эти частицы могли позволить организмам ощущать малейшие изменения в направлении и интенсивности магнитного поля Земли, что дало им возможность находить свое местоположение и ориентироваться в океане.
Работа была опубликована в журнале Communications Earth & Environment и предоставляет важный инструмент для магнитного тестирования потенциально биогенных частиц оксида железа в образцах с Марса.
Несколько лет назад в морских отложениях были обнаружены загадочные частицы магнитного магнетита, размеры которых в 10-20 раз превышают размеры обыкновенных магнитофоссилов, создаваемых магнитотактическими бактериями для ориентации в магнитном поле Земли.
Гигантские магнитофоссилы имеют различные формы – от игл до дробинок и наконечников копий. Пока остается неизвестным, какие организмы смогли создать эти огромные магнитные частицы и для каких целей они использовались.
Хотя некоторые гигантские магнитофоссилы по форме напоминают обычные, их необычно большие размеры ставят под сомнение их возможность служить лишь для магнитного выравнивания.
Однако некоторые исследователи выдвигают гипотезу, что эти частицы использовались как защитное средство от хищников благодаря своей механической прочности, причем магнитные свойства могли играть не столь важную роль. Но не все научные умы согласны с этим выводом.
Компас для морских существ?
Физик Серджио Валенсия и исследователь палеомагнетизма Ричард Дж. Харрисон изучили альтернативную гипотезу, предполагая, что эти существа действительно могли использовать магнитные свойства частиц для навигации, обнаруживая изменения в магнитном поле Земли – что похоже на встроенную систему GPS.
Чтобы проверить эту идею, ученым потребовалось создать трехмерную карту магнитной структуры магнитофоссилов, чтобы оценить магнитную энергию и соответствующие силы на частицах в локальном магнитном поле Земли.
Неразрушающее исследование
Исследователи проанализировали образец в форме наконечника копья диаметром 1,1 мкм и длиной 2,25 мкм, найденный в морских отложениях Северной Атлантики, возрастом около 56 миллионов лет.
Основной задачей было исследование внутренней магнитной структуры этого образца, не воздействуя на него физически, так как это изменило бы структуру магнитных доменов. Это удалось осуществить на рентгеновском источнике Diamond с помощью нового метода, разработанного Клэр Доннелли в Институте Макса Планка в Дрездене, Германия.
Метод, известный как рентгеновская магнитная круглая дихроизмия (XMCD), позволил визуализировать структуру магнитных доменов в полном объеме образца без разрушений.
Обнаружение магнитного вихря
Полученные результаты показали, что частица магнетита содержит единый магнитный вихрь, который реагирует на пространственные колебания магнитного поля Земли, что могло обеспечить организму точный способ картирования интенсивности магнитного поля, позволяя ему осуществлять магнитную навигацию.
«Морские организмы, например рыбы, могли использовать это свойство для магнитной навигации», – отмечает Харрисон. Даже если изначально исследуемые частицы образовались как защитная броня, возможно, в ходе эволюции их потомки также использовали эти частицы как инструмент навигации.
Использование магнитного поля Земли для навигации является широко распространенным явлением в настоящее время и наблюдается у моллюсков, земноводных, рыб, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
Перспективы исследований марсианских частиц
«На метеорите ALH84001 были обнаружены частицы оксида железа, которые напоминают те, что создаются некоторыми бактериями на Земле, хотя их биологическое происхождение сильно оспаривается. По мере продолжения поиска доказательств жизни на Марсе через миссии по возврату образцов, у нас теперь есть метод для исследования любых новых потенциальных магнитофоссилов и предоставления аргументов в поддержку или опровержение их биологического происхождения», – говорит Харрисон.
«Было бы очень увлекательно использовать эту экспериментальную технику для оценки морфологических и магнитных отпечатков этих частиц оксида железа. Это могло бы помочь в поиске доказательств прошлого существования жизни», – добавляет Валенсия.
Так, исследования магнитных частиц продолжают открывать новые горизонты, как в понимании древней морской жизни, так и в поисках следов жизни на других планетах.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
