Σύμφωνα με μια μελέτη του Southwest Research Institute, μια βίαιη σύγκρουση στην κύρια ζώνη των αστεροειδών μπορεί να προκάλεσε μακροχρόνια κύματα πρόσκρουσης σε όλο το εσωτερικό ηλιακό σύστημα πριν από περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια.
Οι ερευνητές προτείνουν ότι η διάσπαση του μητρικού υλικού που σχημάτισε την οικογένεια αστεροειδών Eulalia έστειλε μεγάλες ποσότητες συντριμμιών προς τη Γη, τη Σελήνη και τον Άρη. Εάν η σύνδεση είναι σωστή, το γεγονός θα μπορούσε να δημιουργήσει γεωλογικές αλλαγές σε όλη την υδρόγειο και ακόμη και να επηρεάσει το κλίμα και τη βιοποικιλότητα της Γης.
Αρχαία επιρροή και ιστορία ζωής
«Οι συνέπειες για τη διαμόρφωση της προέλευσης και της εξέλιξης της ζωής στο ηλιακό μας σύστημα είναι ελάχιστα κατανοητές», δήλωσε ο Δρ William Botke, εκτελεστικός διευθυντής του Τμήματος Επιστήμης και Εξερεύνησης του Ηλιακού Συστήματος του SwRI στο Boulder του Κολοράντο. Διευθύνει επίσης την ομάδα του SwRI Center for Lunar Origin and Evolution (CLOE) στο Εικονικό Ινστιτούτο Έρευνας για την Εξερεύνηση του Ηλιακού Συστήματος της NASA και είναι ο κύριος συγγραφέας μιας εργασίας που περιγράφει την έρευνα. «Η βαριά κατακερματισμένη επιφάνεια της Σελήνης χρησιμεύει ως υπενθύμιση των προηγούμενων μεγάλων προσκρούσεων της Γης, αλλά μέχρι στιγμής, μόνο η πρόσκρουση Chicxulub πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια έχει συνδεθεί στενά με μια συγκεκριμένη επίδραση στη ζωή, όπως η μαζική εξαφάνιση των δεινοσαύρων».
Το Chicxulub είναι ένας τεράστιος κρατήρας κρούσης που βρίσκεται θαμμένος κάτω από τη χερσόνησο Γιουκατάν του Μεξικού. Το χτύπημα του αστεροειδούς που τον δημιούργησε εμπλέκεται σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός της εξαφάνισης που εξαφάνισε όλους τους δεινόσαυρους μη πτηνών και πολλά άλλα είδη.
Πολλές παλιές συγκρούσεις είναι πολύ δύσκολο να ανακατασκευαστούν. Τα γεωλογικά στοιχεία από κρούσεις παλαιότερων των 650 εκατομμυρίων ετών είναι σπάνια επειδή η επιφάνεια της Γης αλλάζει συνεχώς και ανακυκλώνεται.
Τα ηφαίστεια δημιουργούν νέους βράχους, οι τεκτονικές πλάκες αναμορφώνουν τις ηπείρους και τους πυθμένες των ωκεανών και οι καιρικές συνθήκες σπάνε σιγά σιγά τα ανοιχτά τοπία. Μαζί, αυτές οι διαδικασίες διαγράφουν ή θάβουν πολλούς αρχαίους κρατήρες πρόσκρουσης.
Για να διερευνήσουν αυτά τα κεφάλαια της ιστορίας της Γης που λείπουν, οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν τις βροχές αστεροειδών, όταν θραύσματα από μια μεγάλη σύγκρουση χτυπούν επανειλημμένα πλανήτες και φεγγάρια σε όλο το εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
«Αυτά τα σπάνια γεγονότα, που προκύπτουν από μεγάλες, καλά τοποθετημένες συγκρούσεις στην κύρια ζώνη των αστεροειδών, βομβαρδίζουν όλους τους εσωτερικούς κόσμους του Ηλιακού Συστήματος», είπε ο Μπότκε. «Ως εκ τούτου, τα στοιχεία που διατηρούνται στην παγωμένη επιφάνεια του φεγγαριού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συμπεράνουμε τι συνέβη στη Γη και τον Άρη στην αρχαιότητα».
Το φεγγάρι διατηρεί ένα αρχαίο αρχείο κρούσης
Σε αντίθεση με τη Γη, η Σελήνη δεν έχει ενεργή τεκτονική πλακών, νερό που ρέει ή αρκετή ατμόσφαιρα για να σβήσει γρήγορα παλιούς κρατήρες. Η επιφάνειά του λοιπόν χρησιμεύει ως πληρέστερο αρχείο αρχαίων επιρροών.
Προηγούμενη έρευνα είχε δείξει ότι η Σελήνη υπέστη σημαντική ανάπτυξη σε μεγάλες επιπτώσεις πριν από περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό το συμπέρασμα βασίστηκε στην εκτιμώμενη ηλικία των μεγάλων σεληνιακών κρατήρων και στην ηλικία του κρουστικού γυαλιού που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των αποστολών Apollo.
Το κρουστικό γυαλί σχηματίζεται όταν μια σύγκρουση παράγει αρκετή θερμότητα για να λιώσει το βράχο. Το λιωμένο υλικό ψύχεται στο γυαλί, διατηρώντας χημικά και χρονολογικά μοτίβα που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι επιστήμονες για να εκτιμήσουν πότε συνέβη η πρόσκρουση.
Αν και τα σεληνιακά στοιχεία δείχνουν αύξηση της πρόσκρουσης, οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη εντοπίσει ένα πραγματικό γεγονός στη ζώνη των αστεροειδών που θα μπορούσε να το προκάλεσε.
«Η ομάδα κοσμικής εγκληματολογίας μας χρησιμοποίησε σύγκρουση και δυναμικά μοντέλα για να συνδέσει το σχηματισμό της οικογένειας αστεροειδών Eulalia, όταν ένα πρωτόγονο ανθρακούχο αντικείμενο που μοιάζει με χονδρίτη συγκρούστηκε με ένα άλλο αντικείμενο», είπε ο Botke. “Η θέση του μητρικού αστεροειδούς ήταν σημαντική — έσπασε την άκρη ενός βαρυτικού συντονισμού 3:1 με τον Δία.”
Οι ανθρακούχοι χονδρίτες είναι πρωτόγονοι, πλούσιοι σε άνθρακα μετεωρίτες που περιέχουν μερικά από τα παλαιότερα στοιχεία που σχηματίστηκαν στο Ηλιακό Σύστημα. Μπορεί επίσης να περιέχουν μεταλλικά στοιχεία που περιέχουν νερό και οργανικές ενώσεις.
Η βαρυτική διαδρομή διαφυγής του Δία
Η τροχιακή περιοχή που περιγράφεται από τον Bot ονομάζεται συντονισμός J3:1. Σε αυτή τη διαμόρφωση, ένας αστεροειδής ταξιδεύει γύρω από τον Ήλιο τρεις φορές σε κάθε τροχιά που ολοκληρώνεται από τον Δία.
Οι επαναλαμβανόμενες βαρυτικές κρούσεις από τον Δία μπορούν να αποσταθεροποιήσουν αργά τους αστεροειδείς σε αυτήν την περιοχή. Ως αποτέλεσμα, ο συντονισμός λειτουργεί σαν οδός διαφυγής από την κύρια ζώνη αστεροειδών, ωθώντας αντικείμενα σε επιμήκεις τροχιές που διασχίζουν την πορεία του πλανήτη.
Πολλοί αστεροειδείς κοντά στη Γη που βρίσκονται επί του παρόντος πιστεύεται ότι διέφυγαν από τη ζώνη των αστεροειδών μέσω της περιοχής J3:1.
Σύμφωνα με τις προσομοιώσεις, η θέση του μητρικού σώματος της Eulalia έκανε τη διάλυση ιδιαίτερα σημαντική. Περίπου τα μισά από τα θραύσματα εισέρχονται στον συντονισμό J3:1 σχεδόν αμέσως.
Στη συνέχεια, ο συντονισμός εξαπλώνει αυτά τα πλανητικά συντρίμμια μέσω του εσωτερικού ηλιακού συστήματος, αυξάνοντας τον αριθμό των κρούσεων στη Σελήνη, τη Γη, τον Άρη και πιθανώς άλλους βραχώδεις κόσμους.
Ο βομβαρδισμός δεν τελείωσε γρήγορα. Στα επόμενα 100-150 εκατομμύρια χρόνια, ένα άλλο 25% των θραυσμάτων μετατοπίστηκε σταδιακά σε συντονισμό μέσω του φαινομένου Yarkovsky.
Το φαινόμενο Yarkovsky είναι μια λεπτή δύναμη που προκαλείται από τη θερμότητα. Ένας αστεροειδής απορροφά το ηλιακό φως και αργότερα απελευθερώνει αυτή την ενέργεια ως υπέρυθρη ακτινοβολία. Επειδή η θερμότητα απελευθερώνεται άνισα, δημιουργεί ένα μικροσκοπικό σοκ που μπορεί να αλλάξει αργά την τροχιά του αστεροειδούς για εκατομμύρια χρόνια.
Ένα μπαράζ στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα
Η μοντελοποίηση δείχνει ότι η διάλυση της Eulalia θα μπορούσε να εξηγήσει την ανάπτυξη κρατήρων στο φεγγάρι πριν από περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια. Υποδηλώνει επίσης ότι η σύγκρουση θα μπορούσε να έχει εκτεταμένες επιπτώσεις σε όλο το εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
Η Γη θα έχει πολύ μεγαλύτερη πρόσκρουση από τη Σελήνη επειδή είναι πολύ μεγαλύτερη και έχει ισχυρότερη βαρύτητα. Οι ερευνητές υπολογίζουν ότι για κάθε μεγάλο αντικείμενο που χτυπά τη Σελήνη, περίπου είκοσι παρόμοια ή μεγαλύτερα αντικείμενα χτυπούν τη Γη.
Τα περισσότερα από τα φυσικά στοιχεία αυτών των κρούσεων έχουν εξαφανιστεί από την επιφάνεια της Γης. Ωστόσο, η περίοδος του βομβαρδισμού επικαλύπτεται με περιόδους μαζικής ψύξης και μεγάλων βιολογικών αλλαγών, οι επιπτώσεις των οποίων αύξησαν την πιθανότητα να επηρεαστεί το περιβάλλον του πλανήτη.
Η μελέτη δεν αποδεικνύει ότι το φράγμα αστεροειδών προκάλεσε αυτές τις αλλαγές, αλλά η σύμπτωση προσφέρει έναν επιτακτικό στόχο για μελλοντική έρευνα.
«Δεδομένου ότι η κορύφωση αυτού του μπαράζ συνέπεσε με μια περίοδο μαζικής ψύξης και μεγάλων αλλαγών στη βιόσφαιρά μας, είναι δελεαστικό να υποδηλώσουμε ότι η πρώτη παρήγαγε τη δεύτερη», είπε ο Μπότκε. “Στον Άρη, αυτές οι κρούσεις θα προκαλούσαν σημαντικά επεισόδια σεισμικών δονήσεων και θα μπορούσαν να συνδεθούν με την αύξηση της ηφαιστειακής δραστηριότητας με την πάροδο του χρόνου. Μαζί, αυτό δείχνει πώς ορισμένες καταστροφικές συγκρούσεις στη ζώνη του πυρήνα θα μπορούσαν να έχουν εκτεταμένες συνέπειες για την επίγεια ιστορία.”
