Лунная поверхность. Изображение предоставлено LPI. Нажмите, чтобы увеличить.
Университет Аризоны и японские ученые убеждены, что доказательства, наконец, опровергают многолетние споры о том, какие объекты бомбардировали раннюю внутреннюю часть Солнечной системы во время катаклизма 3,9 миллиарда лет назад.
Древние астероиды главного пояса, идентичные по размеру современным астероидам в поясе Марс-Юпитер - а не кометы - обрушились на внутренние скалистые планеты в результате уникальной катастрофы, которая длилась мгновение геологического времени, от 20 до 150 миллионов лет, они в номере журнала Science за 16 сентября.
Однако объекты, обрушившиеся на нашу внутреннюю часть Солнечной системы после окончания так называемой поздней тяжелой бомбардировки, представляют собой совершенно другую популяцию, как сообщает почетный профессор УА Роберт Стром и его коллеги в статье «Происхождение планетарных ударов во внутренней солнечной системе». . »
После окончания периода поздней тяжелой бомбардировки или лунного катаклизма, в основном околоземные астероиды (СЗЗ) заселили земную область.
Стром изучал размер и распределение кратеров на поверхности Солнечной системы в течение последних 35 лет. Он давно подозревал, что две разные группы снарядов ответственны за образование кратеров на внутренней поверхности Солнечной системы. Но данных, чтобы это доказать, слишком мало.
В настоящее время исследования астероидов, проводимые UA Spacewatch, Sloan Digital Sky Survey, японским телескопом Subaru и т. П., Собрали довольно полные данные об астероидах вплоть до диаметров менее одного километра. Внезапно стало возможным сравнивать размеры астероидов с размерами снарядов, которые взорвали кратеры на поверхности от Марса внутрь до Меркурия.
«Когда мы вывели размеры снарядов на основе данных о кратерах, используя законы масштабирования, древние и более современные размеры снарядов соответствовали древним и более молодым популяциям астероидов», - сказал Стром. «Это потрясающе».
«Одно это говорит о том, что современное распределение размеров астероидов в поясе астероидов было установлено, по крайней мере, 4 миллиарда лет назад», - сказал ученый-планетолог из UA Рену Малхотра, соавтор статьи в Science. . «Еще в нем говорится, что механизм, вызвавший Позднюю тяжелую бомбардировку, был гравитационным событием, которое выметало объекты из пояса астероидов независимо от размера».
В предыдущем исследовании Мальхотра обнаружил, каким должен был быть этот механизм. Ближе к концу своего формирования Юпитер и другие внешние газовые планеты-гиганты сметали планетные обломки дальше в Солнечной системе, в районе пояса Койпера. Убирая пыль и осколки, оставшиеся от образования планет внешней солнечной системы, Юпитер, в частности, потерял орбитальную энергию и двинулся внутрь, ближе к Солнцу. Эта миграция значительно усилила гравитационное влияние Юпитера на пояс астероидов, выбрасывая астероиды независимо от размера во внутреннюю часть Солнечной системы.
Свидетельства того, что астероиды главного пояса обрушились на раннюю внутреннюю часть Солнечной системы, подтверждают ранее опубликованный космохимический анализ ученого-планетолога UA Дэвида А. Кринга и его коллег.
«Распределение размеров ударных кратеров в древних высокогорьях Луны и Марса является полностью независимым тестом внутреннего катаклизма Солнечной системы и подтверждает наши космохимические доказательства наличия астероидного источника», - сказал Кринг, соавтор научной статьи. .
Кринг был частью команды, которая ранее использовала метод аргон-аргонового датирования для анализа возраста расплавления лунных метеоритов - горных пород, случайно выброшенных с поверхности Луны и приземлившихся на Землю через миллион или около того лет в космосе. Они обнаружили в брекчиевых метеоритах, что вся Луна подверглась бомбардировке 3,9 миллиарда лет назад - это настоящий глобальный лунный катаклизм. Анализ лунных образцов Аполлона показал, что на астероиды приходится не менее 80 процентов лунных столкновений.
Кометы сыграли относительно небольшую роль во внутренних столкновениях Солнечной системы, как пришли к выводу Стром, Малхотра и Кринг из своей работы. Вопреки распространенному мнению, вероятно, не более 10 процентов воды на Земле поступает из комет, сказал Стром.
После поздней тяжелой бомбардировки земные поверхности были настолько полностью изменены, что с помощью кратеров невозможно датировать поверхность старше 3,9 миллиарда лет. По словам исследователей, более старые породы и минералы обнаружены на Луне и Земле, но они представляют собой фрагменты более старых поверхностей, которые были разрушены в результате ударов.
Стром сказал, что если между 4,4 и 4 миллиардами лет назад на Земле были океаны, как показывают другие геологические данные, эти океаны, должно быть, испарились в результате ударов астероидов во время катаклизма.
Кринг также разработал гипотезу, которая предполагает, что ударные события во время поздней тяжелой бомбардировки породили обширные подземные гидротермальные системы, которые имели решающее значение для раннего развития жизни. По его оценкам, в результате катаклизма внутри Солнечной системы на Земле образовалось более 20 000 кратеров диаметром от 10 до 1 000 километров.
Динамика кратеров внутри Солнечной системы резко изменилась после поздней тяжелой бомбардировки. С тех пор запись ударных кратеров отражает, что большинство объектов, поражающих внутренние поверхности Солнечной системы, были околоземными астероидами, более мелкими астероидами из главного пояса, которые выталкиваются на пересекающие Землю орбиты из-за избирательного по размеру явления, называемого эффектом Ярковского.
Эффект связан с тем, что астероиды неравномерно поглощают и повторно излучают солнечную энергию. За десятки миллионов лет этот эффект достаточно велик, чтобы толкнуть астероиды размером менее 20 километров в резонансы или промежутки, которые доставляют их на орбиты, пересекающие Землю. Чем меньше астероид, тем сильнее на него влияет эффект Ярковского.
Планетарные геологи попытались подсчитать кратеры и их распределение по размеру, чтобы получить абсолютный возраст поверхностей на планетах и лунах.
«Но до тех пор, пока мы не узнали происхождение снарядов, оставалась такая неопределенность, что я подумал, что это может привести к огромной ошибке», - сказал Стром. «И теперь я знаю, что прав. Например, люди основывают геологическую историю Марса на данных о кратерах от сильной бомбардировки, и это неправильно, потому что они используют только одну кривую кратера, а не две ».
По словам Строма, попытки датировать внешние тела Солнечной системы, используя данные о кратерах внутренней Солнечной системы, полностью ошибочны. Но после того, как исследователи определят скорость образования кратеров в результате бомбардировки околоземным астероидом, появится возможность более точно датировать внутренние поверхности Солнечной системы, добавил он.
Авторами научного доклада являются Стром, Малхотра и Кринг из Лунно-планетной лаборатории Университета Аризоны, а также Такаши Ито и Фуми Ёсида из Национальной астрономической обсерватории, Токио, Япония.
Первоисточник: Пресс-релиз UA