Оказалось, что Земля и другие планеты Солнечной системы пережили в своей истории период так называемой «поздней тяжелой бомбардировки» - падения множества крупных астероидов или комет на поверхность спустя некоторое время после формирования планет. Считается, что этот период начался примерно 4,1 миллиарда лет и завершился через 300 миллионов лет, пишет ria.ru.
К такому выводу пришли специалисты из университета Пардью в городе Уэст-Лафайетт (США) после того, как обнаружили свидетельства астероидной бомбардировки, изучив 14 сохранившихся пластов пород архейской эры. Следы от падения крупных небесных тел - толстые или тонкие слои из так называемых сферул - представляют собой микроскопические полые шарики из застывших пород. Они расплавилисьи испарились при столкновении метеорита с поверхностью планеты. Большинство из них сформировалось примерно 2,8-3,2 миллиарда лет назад, в середине и конце архея.
По расчетам ученых, некоторые из этих небесных тел были значительно крупнее, чем астероид, породивший кратер Чиксулуб в Мексике и уничтоживший динозавров примерно 65,5 миллионов лет назад. Как отмечают ученые, самые крупные астероиды достигали диаметра 40-70 километров, и большинство из них было сопоставимо с «убийцей» динозавров, диаметр которого приближался к 10-15 километрам. «Бомбардировка» завершилась как минимум на 600 миллионов лет позже, чем считалось ранее.
Причина неожиданного «продления» астероидной бомбардировки объясняют взаимодействием Юпитера, Сатурна и пояса астероидов. Спусковым механизмом и двигателем этого катаклизма выступает изменение орбит Юпитера и Сатурна, затянувшееся на несколько сотен миллионов лет. Движение планет-гигантов вызывало возмущения в близлежащем поясе астероидов, «сбив» с места множество крупных астероидов и направив их на «рандеву» с Землей, Луной и другими планетами.
МОСКВА, 25 апр - РИА Новости. "Бомбардировка" Земли крупными астероидами и кометами началась примерно 4,1 миллиарда лет назад и завершилась 3,2 миллиарда лет назад, в конце архейской эры - примерно на 600 миллионов лет позже, чем считалось ранее, заявляют геологи в двух статьях, опубликованных в журнале Nature.
Сегодня большинство геологов и планетологов полагают, что Земля и другие планеты Солнечной системы пережили в своей истории период так называемой "поздней тяжелой бомбардировки" - падения множества крупных астероидов или комет на поверхность спустя некоторое время после формирования планет. Считается, что этот период начался примерно 4,1 миллиарда лет и завершился через 300 миллионов лет. Тем не менее, ученые пока не пришли к единому мнению по времени завершения бомбардировки.
Вещие сферулы
Брэндон Джонсон (Brandon Johnson) и его коллега Джей Мелош (Jay Melosh) из университета Пардью в городе Уэст-Лафайетт (США) обнаружила свидетельства астероидной бомбардировки, изучая отложения архейской эры, сохранившиеся на Земле.
Как объясняют геологи, на нашей планете сохранилось крайне мало отложений этой эпохи из-за их древности - большинство осадочных пород того времени были разрушены ветром, водой или геологической активностью.
Don Davis
Падение астероида диаметром в 10 километров на Землю глазами художника
Тем не менее, за последние годы ученые обнаружили 14 пластов пород архейской эры, в которых сохранились следы от падения крупных небесных тел - толстые или тонкие слои из так называемых сферул. Они представляют собой микроскопические полые шарики из застывших пород, расплавившихся и испарившихся при столкновении метеорита с поверхностью планеты. Большинство из них сформировалось примерно 2,8-3,2 миллиарда лет назад, в середине и конце архея.
Джонсон и Мелош разработали методику, которая позволяет оценить размеры небесного тела по структуре самих шариков и по толщине слоя, в котором они встречаются. Они использовали ее для вычисления размеров и скорости падения астероидов, породивших слои сферул в отложениях архея.
По расчетам ученых, некоторые из этих небесных тел были значительно крупнее, чем астероид, породивший кратер Чиксулуб в Мексике и уничтоживший динозавров примерно 65,5 миллионов лет назад. Как отмечают ученые, самые крупные астероиды достигали диаметра 40-70 километров, и большинство из них было сопоставимо с "убийцей" динозавров, диаметр которого приближался к 10-15 километрам.
Другие характеристики - скорость падения и частота таких катаклизмов - совпадают с теми, которые должны быть характерны для периода астероидной "бомбардировки" Земли. Это свидетельствует о том, что "поздняя тяжелая бомбардировка" завершилась как минимум на 600 миллионов лет позже, чем считалось ранее.
Теория и практика
Вторая группа ученых под руководством Уильяма Боттке (William Bottke) из Института изучения Луны НАСА в городе Боулдер (США) разработала теорию, которая объясняет неожиданное "продление" астероидной бомбардировки взаимодействием Юпитера, Сатурна и пояса астероидов.
В своей работе Боттке и его коллеги интегрировали новые данные в наиболее общепринятую теорию "поздней тяжелой бомбардировки" - так называемую Ниццскую модель. В ней главным спусковым механизмом и двигателем этого катаклизма выступает изменение орбит Юпитера и Сатурна, затянувшееся на несколько сотен миллионов лет.
Движение планет-гигантов вызывало возмущения в близлежащем поясе астероидов, "сбив" с места множество крупных астероидов и направив их на "рандеву" с Землей, Луной и другими планетами. В классической модели число крупных астероидов, изгнанных с своих орбит, должно сойти на нет через 200 миллионов лет, чего недостаточно для объяснения результатов первой группы планетологов.
Исследователи добились "продолжения" бомбардировки до нужного времени, расширив границы пояса астероидов до орбиты современного Марса. По их словам, это вполне допустимо с точки зрения современных моделей формирования Солнечной системы.
Компьютерное моделирование показало, что бомбардировка продолжалась в таких условиях чуть больше 800 миллионов лет и завершилась 3,2 миллиарда лет назад. За это время на виртуальной "Земле" и "Луне" успело возникнуть около 70 кратеров, сопоставимых по размеру с Чиксулубом. Это хорошо согласуется с данными, которые получили Джонсон и Мелош.
"Было бы интересным узнать, влияли ли эти колоссальные катастрофы на то, как эволюционировали ранние формы жизни на нашей планете", - заключает Боттке.
http://www.ria.ru/science/20120425/635364338.html
Статус: |
Группа: Гости
публикаций 0
комментариев 0
Рейтинг поста:
Лунное «лицо» с его ввалившимися «глазами» — лучшее свидетельство так называемой поздней тяжёлой бомбардировки, когда на Луну и Землю обрушилось множество астероидов, оставивших глубокие незаживающие раны на поверхности нашего спутника.
Представления о временных рамках этого события считались более или менее устоявшимися, но две работы, только что опубликованные в журнале Nature, утверждают, что в действительности избиение продолжалось гораздо дольше, охватив почти всю первую половину истории Земли. Возможно, это отразилось на первых ступенях эволюции жизни.
Обработка Земли, по-видимому, продолжалась и после того, как Луну практически оставили в покое. (Изображение Bottke, W. F. et al.)
В своё время компьютерное моделирование ранней Солнечной системы заставило предположить, что поздняя тяжелая бомбардировка имела место вскоре после образования планет и происходила в период от 4,1 до 3,8 млрд лет назад. Этому сроку соответствует возраст лунных бассейнов, определённый по доставленным на Землю образцам. В 2005 году модель «Ницца» показала, что после формирования Урана и Нептуна изменения в орбитах внешних планет могли дестабилизировать астероиды, зашвырнув их в сторону системы Земля — Луна. Но модель также предположила, что запас неустойчивых астероидов быстро иссяк, и поздняя тяжёлая бомбардировка выдохлась ко времени образования последнего гигантского ударного кратера на Луне.
Тем не менее большие лунные кратеры продолжали появляться и после этого. Кроме того, есть намёки на столкновения и на Земле. «Чего-то в этой теории не хватает», — говорит ведущий автор одного из исследований Уильям Боттке из Юго-Западного исследовательского института (США).
Этим «чем-то» учёные предлагают считать расширение пояса астероидов. Сегодня внутренняя граница главного пояса расположена на расстоянии 2,1 а. е. от Солнца. Г-н Боттке и его коллеги предполагают, что во время поздней тяжёлой бомбардировки она находилась всего в 1,7 а. е. В ходе компьютерного моделирования исследователи обнаружили, что астероиды, выбитые из этой расширенной части пояса, имели в десять раз больше шансов на пересечение орбиты Земли, чем объекты из современного главного пояса. Это означает, что бомбардировка должна была завершиться только 2 млрд лет назад.
Атмосферные и геологические процессы стёрли с лица Земли все следы поздней тяжёлой бомбардировки, но их можно обнаружить в древних породах, чем и занимались учёные в рамках второго исследования. Когда метеорит врезается в планету, происходит мощный выброс расплавленного материала. Застывая, капельки образуют так называемые ударные микросферы. Брэндон Джексон и Джей Мелош из Университета Пердью (США) нашли такие шарики в породах, образованных 3,5–2 млрд лет назад.
Эксперты смогли связать толщину каждого слоя и размер микросфер с диаметром и входящей скоростью метеорита. Выяснилось, что довольно крупные астероиды били по Земле и после того, как поздняя тяжёлая бомбардировка якобы закончилась. Некоторые были даже больше того, что так или иначе, возможно, повлияло на вымирание динозавров 65 млн лет назад.
Период, выделенный обоими исследованиями, соответствует архейскому эону геологической истории Земли — самому началу эволюции, когда археи отделились от бактерий и начался расцвет фотосинтезирующих цианобактерий. Каким образом жизнь могла ответить на постоянную бомбардировку, остаётся неясным. Столкновение с крупным объектом должно было нанести серьёзный удар по некоторым ранним формам жизни, но это ещё не всё, отмечает Стив Мойжиш из Колорадского университета (США). При столкновении выделяется большое количество энергии и создаются сравнительно тёплые зоны — подобные тем, что существуют вблизи гидротермальных источников. В таких местах микроорганизмы должны чувствовать себя превосходно. Г-н Мойжиш напоминает, что, по некоторым данным, последний филогенетический предок всех современных форм жизни был теплолюбивым организмом.
Кстати, недавно были опубликованы результаты ещё одного исследования, показавшего, что метеориты сеют не только хаос и разрушение. Образующиеся в результате удара трещины позволяют воде и полезным веществам проникать глубоко в земную кору, подпитывая тамошнюю микроскопическую жизнь.
Ударные микросферы в образце породы из Западной Австралии, сформировавшейся 2,63 млрд лет назад (изображение (Oberlin College / Bruce M. Simonson).
Подготовлено по материалам Nature News.
http://science.compulenta.ru/675855/