Лунная поверхность. Изображение предоставлено: LPI Нажмите для увеличения
Аризонский университет и японские ученые убеждены, что доказательства наконец-то исчерпывают давние аргументы о том, какие объекты бомбардировали раннюю внутреннюю солнечную систему в результате катаклизма 3,9 миллиарда лет назад.
Древние астероиды главного пояса, по размерам равные по размерам современным астероидам в поясе Марса-Юпитера, а не комет, врезались во внутренние скалистые планеты в уникальную катастрофу, которая длилась мгновение геологического времени, где-то от 20 до 150 миллионов лет, они отчет в выпуске Science от 16 сентября.
Тем не менее, объекты, которые подвергли нашу внутреннюю солнечную систему после окончания так называемой поздней тяжелой бомбардировки, - это совершенно иное население, об этом сообщает почетный профессор Роберт Стром из UA в статье «Происхождение планетарных ударников во внутренней солнечной системе». «.
После того, как период поздней тяжелой бомбардировки или лунного катаклизма закончился, в основном околоземные астероиды (NEAs) наполнили земную область.
Стром изучал размер и распределение кратеров по поверхности солнечной системы в течение последних 35 лет. Он давно подозревал, что две различные популяции снарядов были ответственны за образование кратеров на поверхности внутренней солнечной системы. Но данных было слишком мало, чтобы доказать это.
Теперь исследования астероидов, проводимые Spacewatch UA, Sloan Digital Sky Survey, японским телескопом Subaru и т. П., Собрали достаточно полные данные об астероидах, вплоть до диаметров менее километра. Внезапно стало возможным сравнить размеры астероидов с размерами снарядов, которые взорвали кратеры на поверхности от Марса внутрь до Меркурия.
«Когда мы вывели размеры снарядов из записи кратеров, используя законы масштабирования, древние и более поздние размеры снарядов соответствовали древним и более молодым популяциям астероидов», - сказал Стром. «Это потрясающе подходит».
«Это говорит о том, что современное распределение размеров астероидов в поясе астероидов было установлено, по крайней мере, еще 4 миллиарда лет назад», - сказал ученый-планетолог Рену Малхотра, соавтор научной статьи. , «Другое дело, что механизм, вызвавший позднюю тяжелую бомбардировку, был гравитационным событием, которое выбрасывало объекты из пояса астероидов независимо от их размера».
Малхотра обнаружил в предыдущем исследовании, каким должен быть этот механизм. Ближе к концу своего образования Юпитер и другие планеты, являющиеся внешними газовыми гигантами, подметали остатки планет в Солнечной системе, в районе пояса Койпера. Очистив от пыли и осколков остатки от формирования 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, отбрасывая астероиды независимо от их размеров в направлении внутренней солнечной системы.
Доказательства того, что астероиды главного пояса разбили раннюю внутреннюю солнечную систему, подтверждают ранее опубликованный космохимический анализ ученого-планетолога из США Дэвида А. Кринга и его коллег.
«Распределение ударных кратеров по размерам в древних высокогорьях Луны и Марса является полностью независимым испытанием катаклизма внутренней солнечной системы и подтверждает наши космические свидетельства об источнике астероидов», - сказал один из авторов научной статьи Кринг. ,
Кринг был частью команды, которая ранее использовала технику датирования аргон-аргон для анализа возраста плавления лунных метеоритов - камней, выброшенных случайным образом с поверхности Луны, которые приземлились на Землю примерно через миллион лет в космосе. В эпоху брекчийских метеоритов с возрастов «обломков» или расплавленных каменных обломков была совершена бомбардировка 3,9 миллиарда лет назад всей Луны, настоящий глобальный лунный катаклизм. Анализ лунных образцов Аполлона показал, что астероиды составляют по меньшей мере 80 процентов лунных воздействий.
Кометы сыграли относительно незначительную роль во внутренних воздействиях Солнечной системы, Стром, Малхотра и Кринг также пришли к выводу о своей работе. По словам Строма, вопреки распространенному мнению, вероятно, не более 10 процентов воды Земли поступает из комет.
После поздней тяжелой бомбардировки земные поверхности были настолько полностью изменены, что никакая поверхность старше 3,9 миллиардов лет не может быть датирована с помощью записи кратеров. По словам исследователей, на Луне и на Земле обнаружены более старые породы и минералы, но они представляют собой фрагменты более старых поверхностей, которые были разрушены в результате столкновений.
Стром сказал, что если бы на Земле были океаны от 4,4 до 4 миллиардов лет назад, как свидетельствуют другие геологические данные, эти океаны должны были испариться в результате ударов астероидов во время катаклизма.
Кринг также разработал гипотезу, которая предполагает, что события удара во время поздней тяжелой бомбардировки породили обширные подземные гидротермальные системы, которые имели решающее значение для раннего развития жизни. Он подсчитал, что катаклизм внутренней солнечной системы породил на Земле более 20 000 кратеров диаметром от 10 до 1000 километров.
Динамика кратеров во внутренней солнечной системе резко изменилась после поздней тяжелой бомбардировки. С тех пор запись о кратеровых столкновениях отражает, что большинство объектов, поражающих внутренние поверхности Солнечной системы, были околоземными астероидами, более мелкими астероидами из основного пояса, которые выталкиваются на орбиты пересечения Земли с помощью явления, определяющего размер, называемого эффектом Ярковского.
Эффект связан с тем, что астероиды неравномерно поглощают и переизлучают солнечную энергию. В течение десятков миллионов лет этот эффект достаточно велик, чтобы толкать астероиды размером менее 20 километров в резонансы Юпитера или промежутки, которые доставляют их на орбиты пересечения Земли. Чем меньше астероид, тем больше на него влияет эффект Ярковского.
Планетарные геологи пытались подсчитать кратеры и их распределение по размерам, чтобы получить абсолютные возрасты для поверхностей на планетах и лунах.
«Но до тех пор, пока мы не узнали о происхождении снарядов, было так много неопределенности, что я думал, что это может привести к огромной ошибке», - сказал Стром. «И теперь я знаю, что я прав. Например, люди основывают геологическую историю Марса на отчете о кратеровании тяжелых бомбардировок, и это неправильно, потому что они используют только одну кривую кратеров, а не две ».
По словам Строма, попытки датировать тела внешней солнечной системы с использованием кратеров внутренней солнечной системы совершенно ошибочны. Но должна быть возможность точнее датировать внутренние поверхности солнечной системы, как только исследователи определят скорость образования кратеров при бомбардировке околоземным астероидом, добавил он.
Авторами научной статьи являются Стром, Малхотра и Кринг из Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны, а также Такаси Ито и Фуми Йошида из Национальной астрономической обсерватории, Токио, Япония.
Источник: UA News Release
