Mjesečeva površina. Kredit za sliku: LPI Kliknite za povećanje
Sveučilište u Arizoni i japanski znanstvenici uvjereni su da dokazi konačno rješavaju desetljećima duge argumente o tome koji su objekti bombardirali rani unutarnji Sunčev sustav u kataklizmi prije 3,9 milijardi godina.
Drevni asteroidi glavnog pojasa identične veličine današnjim asteroidima u pojasu Mars-Jupiter - ne kometi - zabili su unutarnje stjenovite planete u jedinstvenu katastrofu koja je trajala treptaj geološkog vremena, bilo gdje od 20 milijuna do 150 milijuna godina, izvješće u časopisu Science od 16. rujna.
Međutim, objekti koji su udarali u naš unutarnji Sunčev sustav nakon što je takozvano kasno teško bombardiranje završilo su izrazito drugačija populacija, izvještavaju profesor emeritus Robert Strom i suradnici u članku „Porijeklo planetarnih udara u unutarnjem solarnom sustavu .”
Nakon završetka razdoblja kasnog teškog bombardiranja ili lunarne kataklizme, uglavnom su asteroidi blizu Zemlje (NEA) zapalili zemaljsko područje.
Strom je proučavao veličinu i distribuciju kratera po površinama Sunčevog sustava posljednjih 35 godina. Dugo je sumnjao da su dvije različite populacije projektila odgovorne za stvaranje kratera na unutarnjim površinama Sunčevog sustava. Ali bilo je premalo podataka koji bi to dokazali.
Sada su istraživanja asteroida koja su proveli UA's Spacewatch, Sloan Digital Sky Survey, japanski Subaru teleskop i slični prikupila prilično potpune podatke o asteroidima sve do onih s promjerom manjim od kilometra. Odjednom je postalo moguće usporediti veličine asteroida s veličinama projektila koji su raznijeli kratere u površine od Marsa prema unutra do Merkura.
'Kada smo izvukli veličine projektila iz zapisa kratera koristeći zakone skaliranja, veličine drevnih i novijih projektila odgovarale su drevnoj i mlađoj populaciji asteroida', rekao je Strom. 'To je zadivljujuće uklapanje.'
'Ovo govori o tome da je današnja distribucija veličine asteroida u asteroidnom pojasu ustanovljena prije barem 4 milijarde godina', rekao je planetarni znanstvenik iz UA Renu Malhotra, koautor znanstvenog rada. . “Druga stvar koju kaže je da je mehanizam koji je izazvao kasno teško bombardiranje bio gravitacijski događaj koji je izbacio objekte iz asteroidnog pojasa bez obzira na veličinu.”
Malhotra je u prethodnim istraživanjima otkrio kakav je taj mehanizam morao biti. Pred kraj svog formiranja, Jupiter i drugi vanjski plinoviti divovski planeti pomeli su planetarne krhotine dalje u Sunčevom sustavu, u regiji Kuiperovog pojasa. Čisteći prašinu i komadiće ostataka od formiranja planeta vanjskog Sunčevog sustava, Jupiter je, posebice, izgubio orbitalnu energiju i pomaknuo se prema unutra, bliže Suncu. Ta je migracija uvelike pojačala Jupiterov gravitacijski utjecaj na asteroidni pojas, bacajući asteroide bez obzira na veličinu prema unutarnjem Sunčevom sustavu.
Dokazi da su asteroidi glavnog pojasa udarili rani unutarnji Sunčev sustav potvrđuju prethodno objavljenu kozmokemijsku analizu planetarnog znanstvenika iz UA Davida A. Kringa i njegovih kolega.
'Raspodjela veličina kratera udara u drevnim visoravnima Mjeseca i Marsa potpuno je neovisno ispitivanje kataklizme unutarnjeg Sunčevog sustava i potvrđuje naše kozmokemijske dokaze o izvoru asteroida', rekao je Kring, koautor znanstvenog rada. .
Kring je bio dio tima koji je ranije koristio tehniku datiranja argon-argon u analizi starosti lunarnih meteorita pri udarnom taljenju - stijena koje su nasumično izbačene s površine Mjeseca i koje su sletjele na Zemlju nakon milijun ili više godina u svemiru. Otkrili su iz doba 'klastova', ili otopljenih krhotina stijena, u meteoritima breče da je cijeli mjesec bombardiran prije 3,9 milijardi godina, prava globalna lunarna kataklizma. Analiza lunarnog uzorka Apollo pokazala je da asteroidi čine najmanje 80 posto lunarnih udara.
Kometi su igrali relativno malu ulogu u unutarnjim udarima Sunčevog sustava, Strom, Malhotra i Kring također zaključuju iz njihovog rada. Suprotno uvriježenom mišljenju, vjerojatno ne više od 10 posto Zemljine vode potječe iz kometa, rekao je Strom.
Nakon kasnog teškog bombardiranja, zemaljske su površine tako potpuno izmijenjene da se nijedna površina starija od 3,9 milijardi godina ne može datirati pomoću zapisa kratera. Starije stijene i minerali nalaze se na Mjesecu i Zemlji, ali su to fragmenti starijih površina koje su razbijene udarcima, rekli su istraživači.
Strom je rekao da ako je Zemlja imala oceane prije između 4,4 milijarde i 4 milijarde godina, kao što sugeriraju drugi geološki dokazi, ti oceani su morali biti ispareni uslijed udara asteroida tijekom kataklizme.
Kring je također razvio hipotezu koja sugerira da su udarni događaji tijekom kasnog teškog bombardiranja generirali goleme podzemne hidrotermalne sustave koji su bili kritični za rani razvoj života. Procijenio je da je kataklizma unutarnjeg Sunčevog sustava proizvela više od 20 000 kratera promjera između 10 i 1000 kilometara na Zemlji.
Dinamika stvaranja kratera unutar Sunčevog sustava dramatično se promijenila nakon kasnog teškog bombardiranja. Od tada pa nadalje, zapis o udarnim kraterima odražava da su većina objekata koji udaraju u unutarnje površine Sunčevog sustava bili asteroidi u blizini Zemlje, manji asteroidi iz glavnog pojasa koji su gurnuti u orbite koje prelaze zemaljsku kuglu pomoću fenomena selektivne veličine koji se zove Yarkovsky Effect.
Učinak je povezan s načinom na koji asteroidi neravnomjerno apsorbiraju i ponovno zrače sunčevu energiju. Tijekom desetaka milijuna godina, učinak je dovoljno velik da gurne asteroide manje od 20 kilometara u jovijanske rezonancije ili praznine koje ih dovode u orbite koje prelaze zemaljsku kuglu. Što je asteroid manji, to je više pod utjecajem efekta Jarkovskog.
Planetarni geolozi pokušali su izbrojati kratere i njihovu raspodjelu veličine kako bi dobili apsolutnu starost površina na planetima i mjesecima.
'Ali dok nismo znali porijeklo projektila, bilo je toliko neizvjesnosti da sam mislio da bi to moglo dovesti do ogromne pogreške', rekao je Strom. “A sada znam da sam u pravu. Na primjer, ljudi su temeljili geološku povijest Marsa na rekordu teškog bombardiranja kratera, a to je pogrešno jer koriste samo jednu krivulju kratera, a ne dvije.”
Pokušaji datiranja vanjskih tijela Sunčevog sustava pomoću zapisa o kraterima unutarnjeg Sunčevog sustava potpuno su pogrešni, rekao je Strom. No, trebalo bi biti moguće preciznije datirati unutarnje površine Sunčevog sustava nakon što istraživači utvrde stopu stvaranja kratera od bombardiranja asteroida blizu Zemlje, dodao je.
Autori znanstvenog rada su Strom, Malhotra i Kring sa Lunarnog i planetarnog laboratorija Sveučilišta Arizona, te Takashi Ito i Fumi Yoshida iz Nacionalnog astronomskog opservatorija, Tokio, Japan.
Izvorni izvor: Priopćenje UA