Ο ρυθμός αστεροειδών αυξήθηκε στο παρελθόν του Ηλιακού Συστήματος

Πριν από περίπου 290 εκατομμύρια χρόνια, καθώς οι τελευταίοι τριλοβίτες έπεσαν στον πυθμένα της θάλασσας, οι ουρανοί από πάνω έγιναν λίγο πιο δυσοίωνοι. Σε εκείνο το σημείο, μεγάλοι αστεροειδείς - συμπεριλαμβανομένου του κρουστικού εκκρεμούς που αργότερα θα σκότωνε τους δεινόσαυρους - άρχισαν να πέφτουν βροχή στον πλανήτη μας δύο έως τρεις φορές πιο συχνά από ό, τι πριν, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Science .

Οι ερευνητές εντόπισαν την τάση κατά την έρευνα κρατήρων πρόσκρουσης τόσο στη Γη όσο και στον πλησιέστερο ουράνιο γείτονά μας, τη Σελήνη. Σε αυτά τα αρχεία, πολλοί κρατήρες πρόσκρουσης χρονολογούνται από τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Οι παλιότεροι είναι λίγοι. «Ήταν έκπληξη», είπε η Sara Mazrouei από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο, η κύρια συγγραφέας της σημερινής εργασίας. "Βλέπουμε τα ίχνη του, αλλά τι πραγματικά συνέβη για να το προκαλέσει αυτό;"

Εάν επιβεβαιωθεί η άνοδος του αστεροειδούς, ένας αρχαίος κατακλυσμός στη ζώνη αστεροειδών του ηλιακού συστήματος θα μπορούσε να είναι ο ένοχος. Περιστασιακά, αστεροειδείς πέφτουν μεταξύ τους, γεννώντας «οικογένειες» βραχωδών θραυσμάτων που συνεχίζουν σε παρόμοιες τροχιές. Προηγούμενη εργασία του Bill Bottke, ενός πλανητάρχη στο Southwest Research Institute, έδειξε μια τέτοια οικογένεια αστεροειδών ως τη γενέτειρα του δολοφόνου των δεινοσαύρων και κατηγόρησε μια άλλη, την οικογένεια Flora, ότι προκάλεσε κρούσεις στη Γη ίσως πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια. P>

Με την πάροδο του χρόνου, η θερμότητα από τον ήλιο μπορεί να ωθήσει οικογένειες αστεροειδών σε νέες θέσεις, είπε ο Bottke, ο οποίος είναι επίσης συν-συγγραφέας στη νέα εφημερίδα. Αυτές οι οικογένειες μπορούν μερικές φορές να ξεφύγουν από τη ζώνη των αστεροειδών μεταξύ του Άρη και του Δία και να μετακινηθούν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου κατοικούμε. Τα παράξενα μέλη της οικογένειας μπορεί στη συνέχεια να χτυπήσουν τη Γη.

Προτού μπορέσει να συνδέσει όλες αυτές τις κουκκίδες, ωστόσο, η ομάδα πρέπει να συνεχίσει να πείθει τους συνομηλίκους της ότι η σύγκρουση των αστεροειδών πράγματι αυξήθηκε. «Υπάρχει σίγουρα μια αλλαγή στο ποσοστό επίπτωσης. Ή, τουλάχιστον, θα στοιχημάτιζα πολλά χρήματα σε αυτό», είπε ο Joshua Bandfield από το Space Science Institute. Το τρίψιμο, είπε, είναι «πόσο ακριβώς μπορείς να πεις;»

Μια σεληνιακή χρονική κάψουλα

Οι επιστήμονες είχαν ήδη υποδείξεις ότι η επιφάνεια του πλανήτη μας έχει χτυπηθεί περισσότερο από το συνηθισμένο τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Η ιστορία της Γης εκτείνεται για 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, αλλά οι περισσότεροι μεγάλοι κρατήρες πρόσκρουσης φαίνεται να έχουν σχηματιστεί σχετικά πρόσφατα. Παρόλα αυτά, οι γεωλόγοι συνήθως το θεωρούσαν ως μια μεροληψία στα δεδομένα:Με την πάροδο του χρόνου, σκέφτηκαν ότι οι καιρικές συνθήκες ή η τεκτονική δραστηριότητα απλώς έτριψαν τα ίχνη των περισσότερων παλαιών κρατήρων.

Αλλά το 2014, η σύμβουλος μεταπτυχιακών σπουδών του Mazrouei, Rebecca Ghent, επινόησε έναν τρόπο να αποφύγει αυτή την προκατάληψη. Ενώ οι κρατήρες στη Γη υποφέρουν από τεκτονικές πλάκες και καιρικές συνθήκες, οι σεληνιακές ουλές απλώς κάθονται εκεί, αδρανείς, όπως το αποτύπωμα της μπότας ενός αστροναύτη. "Το φεγγάρι είναι μια χρονοκάψουλα", είπε ο Mazrouei.

Όταν ένα κρουστικό εκκρεμές προσκρούει στο φεγγάρι, χτυπώντας έναν κρατήρα στην επιφάνεια, εκτοξεύει ογκόλιθους στον αέρα. Αυτοί οι ογκόλιθοι στη συνέχεια ρυπαίνουν την περιοχή. Πάνω ίσως από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, ένα ψιλόβροχο μικροσκοπικών μικρομετεωριτών που χτυπούν το φεγγάρι θα διαλύσει τους ογκόλιθους σε λεπτότερα εδάφη που ονομάζονται ρεγολίθοι. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η αναλογία πετρωμάτων προς ρεγολίθους σε έναν συγκεκριμένο κρατήρα παρακολουθεί το χρόνο από την αρχική πρόσκρουση.

Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τόσο οι ογκόλιθοι όσο και οι ρεγολίθοι απορροφούν τη θερμότητα. Τη νύχτα, οι ογκόλιθοι κρατούν αυτή τη ζέστη, λάμποντας αχνά από τη θερμική ακτινοβολία για ώρες. Ο ρεγόλιθος, από την άλλη, κρυώνει γρήγορα, όπως η άμμος της παραλίας μετά το ηλιοβασίλεμα. Η ποσότητα της νυχτερινής λάμψης υποδηλώνει τη σχετική βραχώδη επιφάνεια ενός κρατήρα και επομένως, η μέθοδος υποθέτει, την ηλικία του.

Η Mazrouei και οι συνεργάτες της εντόπισαν 111 σεληνιακούς κρατήρες με διάμετρο τουλάχιστον 10 χιλιομέτρων. Στη συνέχεια μέτρησαν τη βραχώδη επιφάνεια γύρω από τους κρατήρες χρησιμοποιώντας υπέρυθρα δεδομένα από το Lunar Reconnaissance Orbiter της NASA, υπολογίζοντας μια ηλικία για τον καθένα. Από περίπου 290 εκατομμύρια χρόνια πριν και τώρα, έδειξε η στατιστική τους ανάλυση, μεγάλες κρούσεις έτρεμαν την επιφάνεια του φεγγαριού 2,6 φορές πιο συχνά από ό,τι τα προηγούμενα 710 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό το άλμα συνέβη περίπου την ίδια εποχή με τη μεγαλύτερη μαζική εξαφάνιση της Γης, γνωστή ως «Great Dying», όταν περίπου το 90 τοις εκατό όλων των ειδών εξαφανίστηκαν. Τα αίτια αυτής της εξαφάνισης είναι υπό συζήτηση.

Η ομάδα έκανε επίσης μια απογραφή 38 μεγάλων κρατήρων στη Γη, ώστε να έχει ένα δεύτερο, ανεξάρτητο σύνολο αρχείων. Αλλά ήξεραν ότι θα ήταν δύσκολο να αποδειχθεί ότι το αποσπασματικό αρχείο των παλαιών κρούσεων που διατηρήθηκαν στον φλοιό της Γης θα μπορούσε να είναι αξιόπιστο. «Η υπόθεση ήταν πάντα «ω, αυτό είναι διάβρωση», είπε ο Bottke. "Πώς υποστηρίζετε αυτό;"

Έτσι η ομάδα προσπάθησε να μετρήσει εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια διάβρωσης. Ο Bottke έφερε τον Thomas Gernon, γεωλόγο στο Πανεπιστήμιο του Southampton στο Ηνωμένο Βασίλειο και ειδικό σε σωλήνες κιμπερλίτη:ηφαιστειακές δομές σε σχήμα καρότου, πλούσιες σε διαμάντια, που προεξέχουν σε πολλές από τις ίδιες ηπειρωτικές επιφάνειες που διατηρούν επίσης παλιούς κρατήρες. Βολικά, οι κιμπερλίτες καταγράφουν τη διάβρωση που βιώνουν, η οποία τους φθείρει από την κορυφή προς τα κάτω.

Στα περισσότερα παλιά τετράγωνα του ηπειρωτικού φλοιού της Γης, η διάβρωση έχει επιτύχει μόνο ένα μέτριο τρίψιμο, φθείροντας λιγότερο από ένα χιλιόμετρο βράχου από τους κιμπερλίτες. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτές οι επιφάνειες θα εξακολουθούσαν να δείχνουν τα σημάδια των παλαιών, μεγάλων κρούσεων, υποστήριξε η ομάδα. Τελικά, τα δεδομένα από τη Γη ταίριαζαν με αυτά του φεγγαριού:μια μακρά ηρεμία που ακολουθήθηκε από ένα άλμα σε συντριβές που προκάλεσαν κρατήρες πριν από μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Ωστόσο, η ομάδα βρήκε μια μεγάλη διαφορά μεταξύ της Γης και της Σελήνης. Πριν από 650 εκατομμύρια χρόνια, οι επίγειοι κρατήρες σχεδόν εξαφανίζονται. Το φεγγάρι, εν τω μεταξύ, μπορεί να υπερηφανεύεται για πολλές ουλές πρόσκρουσης από την ίδια περίοδο.

Μια άλλη πρόσφατη ιδέα θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί. Στα τέλη του 2018, μια ομάδα με επικεφαλής τον C. Brenhin Keller, γεωλόγο στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Μπέρκλεϋ, υποστήριξε ότι την ίδια εποχή, η αρχαία Γη καταβρόχθιζε πυκνά τμήματα των ηπείρων της. Σύμφωνα με την υπόθεση της «χιονόμπαλας Γης», πολλαπλά κύματα παγετώνων κάποτε περιέβαλαν ολόκληρο τον πλανήτη σε πάγο. Καθώς αυτοί οι παγετώνες κεριώνονταν και εξασθενούσαν, λειάνθηκαν με άμμο ηπειρωτικού βράχου αξίας χιλιομέτρων και στη συνέχεια τον πέταξαν στον ωκεανό, διαγράφοντας τεράστιες εκτάσεις από το γεωλογικό αρχείο. Αυτό θα είχε επίσης εξαφανίσει όλους εκτός από τους μεγαλύτερους, βαθύτερους κρατήρες.

Προς το παρόν, η νέα απογραφή επιπτώσεων εξακολουθεί να έχει αμφιβολίες. «Πιθανότατα υπήρξαν αλλαγές στον ρυθμό πρόσκρουσης και πιθανώς σχετίζονταν με γεγονότα στη ζώνη των αστεροειδών», δήλωσε ο David Minton, πλανητολόγος στο Πανεπιστήμιο Purdue. Αλλά αμφιβάλλει ότι αυτά τα στοιχεία το αποδεικνύουν. Ο Minton τόνισε ένα πιθανό ελάττωμα, τον ακρογωνιαίο λίθο της μεθόδου του σεληνιακού κρατήρα στη μελέτη:Οι ογκόλιθοι που κάθονται σε έναν παλιό κρατήρα πιθανότατα δεν φθείρονται με σταθερό ρυθμό, είπε. Πιθανότατα, ο ρυθμός διάβρωσης των πετρωμάτων ποικίλλει με την πάροδο του χρόνου. Μια τέτοια διακύμανση θα απέρριπτε τις εκτιμήσεις για την ηλικία του κρατήρα.

Ο Jay Melosh, επίσης στο Purdue, πρόσθεσε ότι ο μικρός αριθμός κρατήρων της Σελήνης και της Γης στη μελέτη δημιουργεί μια άλλη πηγή αβεβαιότητας. «Αν είχαμε αξιόπιστες ημερομηνίες για 10.000 σεληνιακούς κρατήρες, θα μπορούσατε να το καταλάβετε», είπε. «Αλλά δεν το κάνουν. Μέχρι να έχουμε ανθρώπους στο φεγγάρι που φέρνουν δείγματα κάθε εβδομάδα, δεν θα έχουμε τέτοιου είδους ρεκόρ."

Η επιβεβαίωση του τρόπου με τον οποίο τα ποσοστά επιπτώσεων ποικίλλουν χρονικά θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις που αντηχούν σε ολόκληρο το ηλιακό σύστημα. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν κρατήρες - τον αριθμό τους, τα μεγέθη τους, πόσο πιο πρόσφατοι επικαλύπτονται με τους παλαιότερους - για να υπολογίσουν την ηλικία των επιφανειών σε πλανήτες και φεγγάρια. «Αυτή η ιστορία των επιπτώσεων σε όλο το ηλιακό σύστημα είναι πολύ κεντρικό στην επιστήμη των πλανητών», είπε ο Bandfield.

Στη συνέχεια, υπάρχουν οι βιοτικές επιπτώσεις. Εάν ισχύει το μοτίβο που ανακαλύφθηκε από τη μελέτη του Mazrouei, υποδηλώνει ότι τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης στον πλανήτη μας συνέβησαν σε ένα σύμπαν όπου η επικίνδυνη ρύθμιση ήταν λίγο πιο ψηλά. Οι δεινόσαυροι, τα ανθοφόρα φυτά, τα πρώιμα πρωτεύοντα θηλαστικά και οι σύγχρονοι άνθρωποι έχουν ζήσει όλοι κάτω από αυξημένο κίνδυνο εξωγήινων επιπτώσεων. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η Γη γνώρισε επίσης τρεις μαζικές εξαφανίσεις και αρκετές μικρότερες. Μερικοί είναι υποθετικά συνδεδεμένοι με αστεροειδείς, όπως αυτός που τερμάτισε τη βασιλεία των δεινοσαύρων. Άλλοι δεν είναι.

Θα μπορούσε ένας μεταβαλλόμενος ρυθμός επιπτώσεων να συνδεθεί με κάποιο τρόπο με την άμπωτη και τη ροή της ζωής κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου; «Είναι σίγουρα δελεαστικό να το σκεφτείς», είπε ο Bottke. "Μόλις βγει αυτό το έγγραφο, με ενδιαφέρει να δω πώς αντιδρούν οι αστροβιολόγοι σε αυτό."