כדור הארץ אינו פועל כמערכת סגורה. תהליכים בסיסיים בפלנטות ובכוכבים עשויים לעודד או להפריע לאבולוציה הביולוגית. החל ברמה הגיאולוגית, לדוגמא ההסעה המתקיימת בתוך פלנטה יכולה לא רק לגרום לטקטוניית הלוחות, אלא גם לשנות את מפלס פני הים, זרמי האוקיינוס, משטר הרוחות, ושינויים עונתיים קיצוניים. תהליך זה היה אחראי על בידוד של יבשות כמו אוסטרליה ומאפשר למינים שונים להתפתח ביבשות אלה. באופן דומה, התפרצויות וולקניות שגרו מספיק אבק לאטמוספירה העליונה והפחיתו את כמות אור השמש המגיעה אל פני השטח. לדוגמה, כמה הפחתות משמעותיות באור השמש עד 25% התרחשו לאחר התפרצות הרי הגעש קראקטו (אינדונזיה) ב-1883, קתמאי ב- 1912 (אלסקה) ואל-קאכון ב- 1982 (מקסיקו). אירועים גדולים ונדירים יותר יכולים לשנות טמפרטורות מספיק כדי לגרום דעיכה של כמה מינים ולשגשוג של מינים חדשים. התגליות הנוכחיות של שכבות האבק בגושי קרח פעילים מאפשרים תיארוך ושיקום של אירועים וולקניים פרהיסטוריים.
פולשים קוסמיים יצרו אירועים מכריעים בהיסטוריה של החיים. הגל הראשון של ההשפעות חיצוניות בראשית ההיסטוריה של כדור הארץ היה מועיל לחיים. בסיוע אסטרואידים ושביטים הגיעו לאחרץ כמויות משמעותיות של גזים החיוניים לחיים וחומרים אורגניים. מאז, מרבית ההשפעות הגדולות והנדירות היו קטסטרופליות. ההשפעה של אסטרואיד או שביט עלולה לפגוע בשכבת האוזון (O3), וחושפת אורגניזמים לקרינה חזקה. התפוצצות טונגסקה ב- 1908 יצרה כ- 30 מיליון טונות של תחמוצות חנקן (NO) באטמוספירה העליונה, וגרמה לריקון של עד 45% מהאוזון בחצי הכדור הצפוני, על פי המדידות של המכון הסמיתסוני שנעשו בשנים 1909 עד 1911. פגיעת אסטרואיד התרחשה לפני 65 מיליון שנים, אירוע שגרם כנראה להפסקה הדרמטית בהופעת מאובנים בין תקופת הקרטיקון לתקופה שלישונית. האבקה והפיח שנפלטו על ידי התפרצויות וולקניות, גרמו כנראה לשינוי אקלימי מסיבי. התפרצויות געשיות שהתרחשו באותו זמן פגעו בצורות חיים רבות בסדרה קטלנית של אירועים.
אפילו שינויים עדינים במערכת שמש-ארץ יכולים להשפיע על החיים. במהלך ההיסטוריה של כדור הארץ, עוצמת ההארה של השמש גדלה ב- 30%, אך אפילו שינויים קטנים יותר בקרינת השמש גרמו לשינוי האקלים. אסטרונומים מאמינים כי שינויים קלים במסלול כדור הארץ ובנטיית ציר הסיבוב ביחס למישור המילקה, בשל ההשפעה של כוחות כבידה, גרמו לשינויי אקלים גדולים כגון הופעת תקופות קרח. מחקרים ימיים שבוצעו לאחרונה עקבו אחרי שינויים אקלימיים במהלך 700,000 השנים האחרונות, ומצאו מחזורי שינוי אקלימיים מובהקים, הכוללים מספר תקופת קרח יבשתי. ניתן לקשר בין תופעה זו לבין מחזורי מילנקוביץ' של שינויים במסלולים של מערכת ארץ, ירח ושמש.
במהלך ההיסטוריה של מערכת השמש ניכרו השפעות כבידתיות של כוכבים סמוכים, ושינויים בשל פרצי קרינה וחלקיקים עתירי אנרגיה, שנפלטו מסופרנובות סמוכות. בקנה מידה גדול יותר, ההיסטוריה של החיים על פני האדמה מקיפה 18 "שנים גלקטיות" – שנה גלקטית נמשכת 250 מיליון שנה, שבה גלקסיית שביל החלב משלימה סבוב. במהלך "שנה גלקטית" הארץ עברה דרך חומר בין כוכבי בעל צפיפות הגבוהה פי מאתיים מהצפיפות הנוכחית. אנחנו רק מתחילים לגלות את ההשפעות של אירועים הקוסמיים הללו, בסלעים ובמאובנים, ואת ההשפעות שהיו להם על האבולוציה של החיים המפותחים.
Author: Chris Impey