Σεληνιακή επιφάνεια. Πίστωση εικόνας: LPI Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και οι Ιάπωνες επιστήμονες είναι πεπεισμένοι ότι τα στοιχεία επιλύουν επιτέλους τα επιχειρήματα δεκαετιών σχετικά με τα αντικείμενα που βομβάρδισαν το πρώιμο εσωτερικό ηλιακό σύστημα σε έναν κατακλυσμό πριν από 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι αρχαίοι αστεροειδείς της κύριας ζώνης πανομοιότυπων σε μέγεθος με τους σημερινούς αστεροειδείς στη ζώνη Άρη-Δία —όχι κομήτες— έπληξαν τους εσωτερικούς βραχώδεις πλανήτες σε μια μοναδική καταστροφή που κράτησε για μια αναλαμπή γεωλογικού χρόνου, οπουδήποτε από 20 εκατομμύρια έως 150 εκατομμύρια χρόνια. έκθεση στο τεύχος 16 Σεπτεμβρίου του Science.
Ωστόσο, τα αντικείμενα που πλήττουν το εσωτερικό ηλιακό μας σύστημα μετά το τέλος του λεγόμενου Ύστερου Βαρύ Βομβαρδισμού είναι ένας σαφώς διαφορετικός πληθυσμός, αναφέρει ο ομότιμος καθηγητής της UA Robert Strom και οι συνεργάτες του στο άρθρο, «The Origin of Planetary Impactors in the Inner Solar System .»
Μετά το τέλος της περιόδου του Ύστερου Βαρύ Βομβαρδισμού ή του Σεληνιακού Κατακλυσμού, ως επί το πλείστον οι αστεροειδείς κοντά στη Γη (NEA) έχουν πιπερώσει την επίγεια περιοχή.
Ο Strom μελετά το μέγεθος και την κατανομή των κρατήρων στις επιφάνειες του ηλιακού συστήματος τα τελευταία 35 χρόνια. Από καιρό υποψιαζόταν ότι δύο διαφορετικοί πληθυσμοί βλημάτων ήταν υπεύθυνοι για τη δημιουργία κρατήρων στις εσωτερικές επιφάνειες του ηλιακού συστήματος. Αλλά υπάρχουν πολύ λίγα στοιχεία για να το αποδείξουν.
Τώρα, έρευνες για αστεροειδείς που πραγματοποιούνται από το Spacewatch της UA, το Sloan Digital Sky Survey, το ιαπωνικό τηλεσκόπιο Subaru και τα παρόμοια, έχουν συγκεντρώσει αρκετά πλήρη δεδομένα για αστεροειδείς μέχρι εκείνους με διάμετρο μικρότερη από ένα χιλιόμετρο. Ξαφνικά κατέστη δυνατό να συγκριθούν τα μεγέθη των αστεροειδών με τα μεγέθη των βλημάτων που εκτόξευσαν κρατήρες σε επιφάνειες από τον Άρη προς τα μέσα έως τον Ερμή.
«Όταν εξάγαμε τα μεγέθη των βλημάτων από το αρχείο κρατήρων χρησιμοποιώντας νόμους κλιμάκωσης, τα αρχαία και πιο πρόσφατα μεγέθη βλημάτων ταίριαζαν με τους αρχαίους και τους νεότερους πληθυσμούς αστεροειδών», είπε ο Strom. 'Είναι μια εκπληκτική εφαρμογή.'
'Ένα πράγμα που λέει αυτό είναι ότι η σημερινή κατανομή μεγέθους των αστεροειδών στη ζώνη των αστεροειδών καθιερώθηκε τουλάχιστον πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια', δήλωσε ο πλανητικός επιστήμονας της UA, Renu Malhotra, συν-συγγραφέας της εφημερίδας Science. . 'Ένα άλλο πράγμα που λέει είναι ότι ο μηχανισμός που προκάλεσε τον πρόσφατο βαρύ βομβαρδισμό ήταν ένα βαρυτικό γεγονός που παρέσυρε αντικείμενα από τη ζώνη των αστεροειδών ανεξάρτητα από το μέγεθος.'
Ο Malhotra ανακάλυψε σε προηγούμενη έρευνα ποιος πρέπει να ήταν αυτός ο μηχανισμός. Κοντά στο τέλος του σχηματισμού τους, ο Δίας και οι άλλοι εξωτερικοί γίγαντες πλανήτες αερίου παρέσυραν πλανητικά συντρίμμια πιο μακριά στο ηλιακό σύστημα, την περιοχή της Ζώνης Κάιπερ. Καθαρίζοντας τη σκόνη και τα κομμάτια που είχαν απομείνει από το σχηματισμό πλανητών του εξωτερικού ηλιακού συστήματος, ο Δίας, ειδικά, έχασε την τροχιακή ενέργεια και μετακινήθηκε προς τα μέσα, πιο κοντά στον ήλιο. Αυτή η μετανάστευση ενίσχυσε σημαντικά τη βαρυτική επιρροή του Δία στη ζώνη των αστεροειδών, εκτοξεύοντας αστεροειδείς ανεξάρτητα από το μέγεθος προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
Οι αποδείξεις ότι οι αστεροειδείς της κύριας ζώνης έπληξαν το πρώιμο εσωτερικό ηλιακό σύστημα επιβεβαιώνουν μια κοσμοχημική ανάλυση που είχε δημοσιευθεί προηγουμένως από τον πλανητικό επιστήμονα της UA David A. Kring και τους συνεργάτες του.
«Η κατανομή μεγέθους των κρατήρων πρόσκρουσης στα αρχαία υψίπεδα της Σελήνης και του Άρη είναι μια εντελώς ανεξάρτητη δοκιμή του κατακλυσμού του εσωτερικού ηλιακού συστήματος και επιβεβαιώνει την κοσμοχημική μας απόδειξη για μια πηγή αστεροειδών», δήλωσε ο Κρινγκ, συν-συγγραφέας της εφημερίδας Science. .
Ο Κρινγκ ήταν μέλος μιας ομάδας που νωρίτερα χρησιμοποιούσε μια τεχνική χρονολόγησης αργού-αργού για την ανάλυση των ηλικιών τήξης των σεληνιακών μετεωριτών - πετρώματα που εκτοξεύτηκαν τυχαία από την επιφάνεια του φεγγαριού και προσγειώθηκαν στη Γη μετά από ένα εκατομμύριο περίπου χρόνια στο διάστημα. Βρήκαν από την εποχή των «κλαστών», ή των λιωμένων θραυσμάτων βράχου, στους μετεωρίτες βράχου ότι όλο το φεγγάρι βομβαρδίστηκε πριν από 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια, ένας πραγματικός παγκόσμιος σεληνιακός κατακλυσμός. Η ανάλυση σεληνιακού δείγματος του Apollo είπε ότι οι αστεροειδείς ευθύνονται για τουλάχιστον το 80 τοις εκατό των σεληνιακών κρούσεων.
Οι κομήτες έχουν παίξει σχετικά μικρό ρόλο στις κρούσεις του εσωτερικού ηλιακού συστήματος, συμπεραίνουν επίσης οι Strom, Malhotra και Kring από την εργασία τους. Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, πιθανώς όχι περισσότερο από το 10 τοις εκατό του νερού της Γης προέρχεται από κομήτες, είπε ο Strom.
Μετά τον Ύστερο Βαρύ Βομβαρδισμό, οι επίγειες επιφάνειες αλλοιώθηκαν τόσο εντελώς που καμία επιφάνεια παλαιότερη από 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια δεν μπορεί να χρονολογηθεί χρησιμοποιώντας το αρχείο κρατήρων. Παλαιότεροι βράχοι και ορυκτά βρίσκονται στο φεγγάρι και στη Γη, αλλά είναι θραύσματα παλαιότερων επιφανειών που διαλύθηκαν από κρούσεις, είπαν οι ερευνητές.
Ο Strom είπε ότι εάν η Γη είχε ωκεανούς μεταξύ 4,4 και 4 δισεκατομμυρίων ετών πριν, όπως υποδεικνύουν άλλα γεωλογικά στοιχεία, αυτοί οι ωκεανοί πρέπει να είχαν εξατμιστεί από τις κρούσεις αστεροειδών κατά τη διάρκεια του κατακλυσμού.
Ο Κρινγκ ανέπτυξε επίσης μια υπόθεση που υποδηλώνει ότι τα γεγονότα πρόσκρουσης κατά τη διάρκεια του Ύστερου Βαρύ Βομβαρδισμού δημιούργησαν τεράστια υπογειακά υδροθερμικά συστήματα που ήταν κρίσιμα για την πρώιμη ανάπτυξη της ζωής. Εκτίμησε ότι ο κατακλυσμός του εσωτερικού ηλιακού συστήματος παρήγαγε περισσότερους από 20.000 κρατήρες με διάμετρο από 10 έως 1.000 χιλιόμετρα στη Γη.
Η δυναμική των κρατήρων του εσωτερικού ηλιακού συστήματος άλλαξε δραματικά μετά τον Ύστερο Βαρύ Βομβαρδισμό. Από τότε, το αρχείο κρούσης κρατήρων αντικατοπτρίζει ότι τα περισσότερα αντικείμενα που χτυπούν τις επιφάνειες του εσωτερικού ηλιακού συστήματος ήταν αστεροειδείς κοντά στη Γη, μικρότεροι αστεροειδείς από την κύρια ζώνη που ωθούνται σε τροχιές γήινης διέλευσης από ένα φαινόμενο επιλεκτικού μεγέθους που ονομάζεται φαινόμενο Yarkovsky.
Το αποτέλεσμα έχει να κάνει με τον τρόπο με τον οποίο οι αστεροειδείς απορροφούν άνισα και εκπέμπουν εκ νέου την ενέργεια του ήλιου. Σε διάστημα δεκάδων εκατομμυρίων ετών, το φαινόμενο είναι αρκετά μεγάλο ώστε να ωθήσει αστεροειδείς μικρότερους από 20 χιλιόμετρα σε αντηχήσεις ή κενά, που τους μεταφέρουν σε τροχιές γήινης διέλευσης. Όσο μικρότερος είναι ο αστεροειδής, τόσο περισσότερο επηρεάζεται από το φαινόμενο Yarkovsky.
Οι πλανητικοί γεωλόγοι έχουν δοκιμάσει να μετρήσουν κρατήρες και την κατανομή μεγέθους τους για να βρουν απόλυτες ηλικίες για επιφάνειες στους πλανήτες και τα φεγγάρια.
«Αλλά μέχρι να μάθουμε την προέλευση των βλημάτων, υπήρχε τόση αβεβαιότητα που πίστευα ότι θα μπορούσε να οδηγήσει σε τεράστιο λάθος», είπε ο Strom. «Και τώρα ξέρω ότι έχω δίκιο. Για παράδειγμα, οι άνθρωποι έχουν βασίσει τη γεωλογική ιστορία του Άρη στο ρεκόρ βαριών βομβαρδισμών κρατήρων και είναι λάθος επειδή χρησιμοποιούν μόνο μία καμπύλη κρατήρων, όχι δύο».
Οι προσπάθειες χρονολόγησης εξωτερικών σωμάτων του ηλιακού συστήματος χρησιμοποιώντας το αρχείο κρατήρων του εσωτερικού ηλιακού συστήματος είναι εντελώς λάθος, είπε ο Strom. Ωστόσο, θα πρέπει να είναι δυνατό να χρονολογήσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τις επιφάνειες του εσωτερικού ηλιακού συστήματος μόλις οι ερευνητές προσδιορίσουν το ποσοστό κρατήρων από τον βομβαρδισμό με αστεροειδείς κοντά στη Γη, πρόσθεσε.
Οι συγγραφείς της επιστημονικής εργασίας είναι οι Strom, Malhotra και Kring από το Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου της Αριζόνα και οι Takashi Ito και Fumi Yoshida του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου, Τόκιο, Ιαπωνία.
Αρχική πηγή: Δελτίο τύπου UA