Оценена вероятность переноса биологического материала с Земли на другие планеты

Группа учёных из Мексики оценила вероятность переноса земного вещества на другие планеты Солнечной системы при столкновении Земли с неким крупным телом.

Согласно теории, столкновения нашей планеты с кометами или астероидами километрового размера случаются с периодичностью в несколько миллионов лет, а более масштабные события вроде того, что привело к образованию 180-километрового кратера Чикшулуб, происходят каждые 100 млн лет. Подобные удары могут вызывать массовое вымирание видов и разгонять выброшенные фрагменты земной коры до скоростей, превышающих вторую космическую. Попав в межпланетное пространство, такие частицы движутся по орбитам, допускающим пересечения с орбитами других планет.

Вполне разумным выглядит предположение о том, что фрагменты коры будут нести на себе биологический материал, который может инициировать развитие жизни на других телах Солнечной системы. Кроме того, выброшенные частицы могут возвращаться на Землю и «перезапускать» процесс эволюции жизни, если предшествующее столкновение имело поистине катастрофические последствия.

Чтобы вычислить вероятность каждого из этих двух исходов, учёные смоделировали движение 10 242 частиц, выпускаемых в пространство с высоты в 100 км над поверхностью Земли. На тестовые частицы влияли только гравитационные поля Луны и планет Солнечной системы, а остальные силы не учитывались. Длительность моделируемого промежутка времени была ограничена тридцатью тысячами лет; как считается, более продолжительное воздействие космических поражающих факторов погубит биоматериал с вероятностью, близкой к стопроцентной.

Несложно понять, что судьба тестовых частиц во многом определялась начальной скоростью их движения. Если она незначительно превышала вторую космическую скорость и равнялась 11,22 км/с, за 30 000 лет почти 5% всех частиц успевали упасть на Землю, два фрагмента сталкивались с Луной, а шесть — с Венерой. Когда скорость увеличили до 12,7 км/с, доля земных частиц, вернувшихся обратно, сократилась до 0,47%, а одной частице удалось добраться до Марса. При начальной скорости в 16,4 км/с на Землю попадала совсем небольшая часть — 0,1% — всех частиц, тогда как в отдалённые области Солнечной системы проникала весьма внушительная их группа. Пять крупиц в таких условиях достигали Юпитера.

Сроки столкновения модельных частиц, имеющих разные начальные скорости, с телами Солнечной системы. На верхнем графике значения, относящиеся к Венере и Луне, для наглядности увеличены в десять раз. (Иллюстрация из журнала Icarus.)

Столкновения с Марсом и Юпитером имеют астробиологическое значение, поскольку условия на Красной планете и двух спутниках газового гиганта, Европе и Ганимеде, могли способствовать зарождению жизни.

В аналогичном исследовании 2005 года эти столкновения обнаружены не были. Скорее всего, расхождения объясняются тем, что авторы новой работы рассматривали большее количество частиц.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Icarus; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.