Přírodní procesy zde na Zemi neustále přetvářejí povrch planety. Z geologického hlediska jsou krátery po úderech dávných asteroidů vymazány během krátké doby. Jak tedy mohou výzkumníci porozumět historii Země a jak důkladně mohla být zasažena údery asteroidů?
Vědci mohou obrátit svou pozornost k našemu dávnému společníkovi, Měsíci.
Naštěstí je na Měsíci lidská flotila kosmických lodí, včetně lunární orbitální sondy JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). Kaguya , také známý jako SELENE (SELenological and ENgineering Explorer). Tým výzkumníků vedený členy týmu z Ósacké univerzity použil snímky z Kaguyi ke studiu velkých kráterů na povrchu Měsíce. Jejich výsledky nám nejen vypovídají o historii dávných asteroidů zasahujících Měsíc, ale také nám říkají o stejné historii dopadů asteroidů na Zemi.
Tým prezentoval své výsledky v dokumentu s názvem „ Sprcha asteroidů na systému Země-Měsíc bezprostředně před kryogenským obdobím odhaleným KAGUYA .“ Hlavním autorem je profesor Kentaro Terada z Planetary Science Group na univerzitě v Ósace. Článek je publikován v časopise Nature Communications.
Na Zemi jsou dopady dávných kráterů vymazány. Postarají se o to vulkanismus, eroze a další procesy. Ale víme, že asteroidy narážejí na Zemi a že mohou být smrtící. The Chicxulub dopad z doby před asi 66 miliony let to výstižně ilustruje.
Nárazové těleso Chicxulub mělo průměr asi 10 – 15 km (6 – 10 mil). Studie ukazují, že můžeme očekávat, že asteroid o velikosti Chicxulubského impaktoru zasáhne Zemi přibližně jednou za 100 milionů let. Ale protože je těžké tento důkaz získat, tým z Ósacké univerzity zkoumal krátery na Měsíci, aby pochopil, jakou roli hrály asteroidy v historii Země.
Jsou zobrazena umístění 59 zkoumaných lunárních kráterů s čerstvou morfologií a průměry většími než přibližně 20? km. Krátery, jejichž stáří je stejné jako u kráteru Copernicus, jsou označeny červenými kroužky. Image Credit: Terada et al, 2020.
Tým se podíval na krátery o průměru přes 20 km (12,5 mil) a studoval 59 z nich. Zkoumali menší krátery o průměru 0,1-1 km (330 – 3300 stop), které byly ve výronu větších kráterů.
Některé z velkých kráterů tým studuje, menší krátery jsou označeny zeleně. Image Credit: Terada et al, 2020.
Pro prominenty Copernicus kráter , což je 93 km (58 mil) v průměru, tým našel 860 menších kráterů v jeho vyvržení.
Kráter Copernicus s 860 menšími krátery ve vyvržení zobrazených zeleně. Snímek pochází z terénní kamery na kosmické lodi Kaguya společnosti JAXA. Image Credit: Osaka University/Terada et al, 2020.
Tým použil tato data ke zjištění stáří samotného kráteru Copernicus. Jak autoři píší ve svém článku, „Měření distribuce velikosti a frekvence kráterů je dobře zavedená technika pro odvození relativního a absolutního stáří planetárních povrchů…“ Po podrobnější analýze tým dospěl k závěru, že z 59 velkých kráterů bylo 8 z nich vytvořené současně.
Odtud se tým podíval na data z misí Apollo na povrch Měsíce. Radiometrické datování impaktních tavných sfér ze vzorků Apolla ukazuje, že „sporadické bombardování meteoroidy nastalo na celém Měsíci ve výšce přibližně 800? Ma,“ píší autoři ve svém článku.
Další otázkou je, jak se Zemi během této doby dařilo? Pokud došlo k tolika dopadům asteroidů na povrch Měsíce, sdílela Země stejný osud? Tým říká ano. Ve svém článku píší, že „Protože se systém Země-Měsíc společně vyvíjel po dobu 4,5 miliardy let, toto nové zjištění nám poskytuje zásadní vhled do systému Země-Měsíc, protože sprchy asteroidů se musely vyskytovat nejen na Měsíci, ale také na Zemi.'
Měsíc je mnohem méně geologicky aktivní než Země, takže záznam událostí dopadu je neporušený. Pokud Měsíc v určitých časech zaznamenal zvýšenou aktivitu dopadu, pak je pravděpodobné, že Zemi potkal stejný osud. Fotografická mapa odvrácené strany Měsíce ve vysokém rozlišení zachycená sondou NASA Lunar Reconnaissance Orbiter. Kredit: NASA
Odtud se výzkumníci podívali na orbitální charakteristiky některých známých asteroidů, zejména jednoho tzv Eulalia (495 Eulalia.) Po prozkoumání pozorovacích důkazů na Eulalii z práce jiných vědců došel tým k závěru, že Eulalia je fragmentem mnohem většího asteroidu typu sutin, který obíhá poblíž Země. Když se toto větší tělo rozpadlo, některé kusy jako Eulalia přežily, ale většina zbytku většího těla ne.
Tým říká, že rozpad mateřského tělesa vyslal k Zemi a Měsíci masivní roj meteorů.
Ve svém článku píší, že „Na základě zákonů o zmenšení kráterů a pravděpodobnosti srážek se Zemí a Měsícem navrhujeme, aby alespoň (4–5)?×?1016?kg meteoroidů, přibližně 30–60krát více než Chicxulubův dopad, se muselo ponořit do systému Země-Měsíc těsně před kryogenní , což byla éra velkých ekologických změn.“
Kryogenské období trvalo asi před 720 miliony až 635 miliony let. Dvě největší doby ledové v historii Země proběhly během kryogenu. Mohla by zvýšená aktivita meteoritů souviset s nástupem kryogenu?
Věková distribuce měsíčních kráterů na základě modelu spike 800 Ma.
Image Credit: Osaka University / Terada et al, 2020.
Tým říká ano. Ukazují také, že některé úlomky zůstaly v pásu asteroidů jako členové rodiny asteroidů Eulalia. Asteroid Ryugu , nedávno navštívila společnost JAXA Mise Hayabusa 2 s návratem vzorků , je jedním z takových těles. Další zbytky se orbitálně vyvinuly v blízkozemní asteroidy.
Říkají, že tyto sporadické meteorické roje mohly na Zemi dodat velké množství fosforu, což ovlivnilo pozemské prostředí. „... k zásadnímu posunu v cyklu fosforu mohlo dojít během pozdního proterozoického Eonu po 800? Ma (do 635? Ma),“ píší autoři. Účinky toho mohly být dalekosáhlé. „…naše nové zjištění naznačuje, že tok mimozemských biologicky dostupných prvků mohl také ovlivnit mořské biogeochemické cykly, mořské redoxní stavy, vážné poruchy zemského klimatického systému a výskyt zvířat,“ píše tým ve svém článku.
Také říkají, že meteorické roje mohly přinést těkavé prvky na povrch Měsíce.
V tisková zpráva , hlavní autor profesor Kentaro Terada řekl: „Výsledky našeho výzkumu poskytly nový pohled na vědu o Zemi a planetární vědu. Přinesou širokou škálu pozitivních účinků v různých oblastech výzkumu.“
Asteroid Ryugu, jak jej zobrazila kosmická loď Hayabusa2. Červená tečka označuje místo odběru vzorků. Ryugu je pravděpodobně jedním z neporušených kusů většího mateřského těla. Obrazový kredit: JAXA/Hayabusa2
Je to důležitá práce, protože víme, že údery asteroidů sehrály obrovskou roli při utváření historie života na Zemi. Většina lidí ví o dopadu Chicxulubu na Yucatan, který spustil masové vymírání života na Zemi a vyhladil dinosaury. Ale protože Kambrická exploze biodiverzity asi před 541 miliony let došlo ke čtyřem dalším masovým vymírání.
Dopady asteroidů a další mimozemské události pravděpodobně hrály v těchto epizodách obrovskou roli, včetně nástupu kryogenského období. A kromě vymírání, dodávka velkého množství věcí, jako je fosfor, mohla také ovlivnit evoluci života na Zemi.
To vše však vyvolává otázky: Dojde k dalšímu katastrofálnímu dopadu nebo sérii dopadů? Když?
Umělecké ztvárnění nárazového tělesa Chicxulub, které zasáhlo starou Zemi, s pozorováním Pterosaura. Kredit: NASA
Zdá se, že na první otázku je snadné odpovědět: samozřejmě se to stane znovu. Ale tato odpověď moc nepomůže. Skutečná otázka je kdy?
Nikdo to neví jistě. Důkazy však ukazují, že nárazové těleso velikosti Chicxulub by mělo zasáhnout Zemi přibližně každých 100 milionů let. Takže to znamená, že pokud vše půjde dobře, máme maximálně 35 milionů let, než přijde ten další. Nebo se to může stát kdykoli mezitím.
Zdokonalujeme se ve vyhledávání a katalogizaci všech létajících kamenů u našeho souseda r kapuce . Proto se zdá, že téměř každý měsíc se objeví titulek o asteroidu, který se k nám blíží, ale vždy nás postrádá.
Jednoho dne, někdy v budoucnosti Země, si nikdo nenechá ujít.
Více:
- Tisková zpráva: Sprcha asteroidů v systému Země-Měsíc před 800 miliony let odhalena lunárními krátery
- Výzkumný papír: Sprcha asteroidů na systému Země-Měsíc bezprostředně před kryogenským obdobím odhaleným KAGUYA
- Vesmír dnes: Téměř jistě to byl dopad asteroidu, který zničil dinosaury. Ve skutečnosti sopky mohly pomoci při obnově života
