تعمل العمليات الطبيعية هنا على الأرض على إعادة تشكيل سطح الكوكب باستمرار. تم محو الحفر الناتجة عن ضربات الكويكبات القديمة في فترة زمنية قصيرة ، من الناحية الجيولوجية. إذن كيف يمكن للباحثين فهم تاريخ الأرض ، ومدى دقة تعرضها لضربات الكويكبات؟
يمكن للعلماء أن يوجهوا انتباههم إلى رفيقنا القديم ، القمر.
لحسن الحظ ، هناك أسطول بشري من المركبات الفضائية على القمر ، بما في ذلك المركبة المدارية القمرية JAXA (وكالة استكشاف الفضاء اليابانية) كاجويا ، المعروف أيضًا باسم SELENE (مستكشف SELenological و ENgineering). استخدم فريق من الباحثين بقيادة أعضاء الفريق من جامعة أوساكا صورًا من Kaguya لدراسة الحفر الكبيرة على سطح القمر. لا تخبرنا نتائجهم عن تاريخ الكويكبات القديمة التي ضربت القمر فحسب ، بل تخبرنا أيضًا عن نفس تاريخ اصطدام الكويكبات بالأرض.
قدم الفريق نتائجهم في ورقة بعنوان ' زخات كويكب على نظام الأرض والقمر مباشرة قبل العصر الكريوجيني الذي كشفت عنه KAGUYA . ' المؤلف الرئيسي هو الأستاذ كينتارو تيرادا من مجموعة علوم الكواكب بجامعة أوساكا. تم نشر الورقة في مجلة Nature Communications.
على الأرض ، تم محو آثار الحفرة القديمة. البراكين والتآكل والعمليات الأخرى تعتني بذلك. لكننا نعلم أن الكويكبات تضرب الأرض ، ويمكن أن تكون مميتة. ال تأثير Chicxulub منذ حوالي 66 مليون سنة يوضح ذلك بإيجاز.
كان قطر صادم Chicxulub حوالي 10-15 كم (6-10 أميال). تشير الدراسات إلى أنه يمكننا توقع أن يضرب كويكب بحجم مصادم Chicxulub الأرض مرة واحدة كل 100 مليون سنة تقريبًا. ولكن نظرًا لصعوبة الحصول على هذا الدليل ، قام فريق من جامعة أوساكا بفحص الحفر على القمر ، لفهم الدور الذي لعبته الكويكبات في تاريخ الأرض.
يتم عرض مواقع 59 حفرة قمرية تم فحصها مع أشكال جديدة وأقطار أكبر من حوالي 20 ميكرومتر. يشار إلى الفوهات ذات الأعمار نفسها التي كانت موجودة في فوهة كوبرنيكوس بدوائر حمراء. حقوق الصورة: Terada et al ، 2020.
نظر الفريق في الحفر التي يزيد قطرها عن 20 كيلومترًا (12.5 ميلًا) ، ودرس 59 منها. قاموا بفحص الحفر الأصغر التي يتراوح قطرها بين 0.1-1 كيلومتر (330-3300 قدم) والتي كانت موجودة في مقذوف الحفر الأكبر.
بعض الحفر الكبيرة التي يدرسها الفريق ، مع وجود حفر أصغر باللون الأخضر. حقوق الصورة: Terada et al ، 2020.
للبارزين حفرة كوبرنيكوس التي يبلغ قطرها 93 كيلومترًا (58 ميلًا) ، وجد الفريق 860 من الحفر الأصغر في مقذوفها.
فوهة كوبرنيكوس مع 860 حفرة أصغر في مقذوفها موضحة باللون الأخضر. الصورة مأخوذة من كاميرا Terrain على مركبة الفضاء Kaguya التابعة لـ JAXA. حقوق الصورة: جامعة أوساكا / تيرادا وآخرون ، 2020.
استخدم الفريق هذه البيانات للعثور على عمر فوهة كوبرنيكوس نفسها. كما كتب المؤلفون في ورقتهم ، فإن 'قياس توزيع حجم وتكرار الحفرة هو أسلوب راسخ لاشتقاق الأعمار النسبية والمطلقة لأسطح الكواكب ...' بعد مزيد من التحليل ، خلص الفريق إلى أنه من بين 59 حفرة كبيرة ، كان 8 منهم تشكلت في وقت واحد.
من هناك نظر الفريق في البيانات من بعثات أبولو إلى سطح القمر. يُظهر التأريخ الإشعاعي لكريات ذوبان الصدمات المأخوذة من عينات أبولو أن 'قصفًا نيزكيًا متقطعًا حدث عبر القمر بأكمله في حوالي 800 ميغا بايت' ، كما كتب المؤلفون في ورقتهم.
السؤال التالي هو كيف كانت أجرة الأرض خلال هذا الوقت؟ إذا كان هناك هذا العدد الكبير من اصطدامات الكويكبات على سطح القمر ، فهل تشترك الأرض في نفس المصير؟ الفريق يقول نعم. كتبوا في ورقتهم البحثية أنه 'نظرًا لأن نظام الأرض والقمر كان يتطور بشكل مشترك على مدى 4.5 مليار سنة ، فإن هذا الاكتشاف الجديد يوفر لنا نظرة ثاقبة حاسمة لنظام الأرض والقمر لأن زخات الكويكبات لا بد أنها حدثت ليس فقط على القمر ولكن أيضًا على الأرض.'
القمر أقل نشاطًا جيولوجيًا من الأرض ، لذا فإن سجل أحداث التأثير لا يزال سليماً. إذا تعرض القمر لنشاط تصادم متزايد في أوقات معينة ، فمن المحتمل أن الأرض قد عانت من نفس المصير. خريطة صور عالية الدقة للجانب البعيد للقمر تم تصويرها بواسطة مركبة الاستطلاع المدارية القمرية التابعة لناسا. الائتمان: ناسا
من هنا ، نظر الباحثون في الخصائص المدارية لبعض الكويكبات المعروفة ، وخاصة الكويكبات التي تسمى يولاليا (495 Eulalia.) بعد فحص أدلة المراقبة على Eulalia من عمل علماء آخرين ، خلص الفريق إلى أن Eulalia هو جزء من كويكب أكبر بكثير من نوع كومة الأنقاض يدور بالقرب من الأرض. عندما تفكك ذلك الجسد الأكبر ، نجت بعض القطع مثل يولاليا ، لكن الكثير من بقية الجسم الأكبر لم ينج.
يقول الفريق إن تفكك الجسد الأم أرسل وابلًا هائلاً من الشهب باتجاه الأرض والقمر.
كتبوا في ورقتهم البحثية أنه 'استنادًا إلى قوانين تحجيم الحفرة واحتمالات الاصطدام بالأرض والقمر ، نقترح على الأقل (4-5)؟ ×؟ 1016كجم من النيازك ، ما يقرب من 30-60 مرة أكثر من تأثير Chicxulub ، يجب أن يكون قد سقط في نظام الأرض والقمر مباشرة قبل المبردة ، التي كانت حقبة من التغييرات البيئية العظيمة '.
استمرت الفترة المبردة منذ حوالي 720 مليون إلى 635 مليون سنة. حدث أعظم عصرين جليديين في تاريخ الأرض خلال العصر الكريوجيني. هل يمكن أن يكون نشاط النيزك المتزايد مرتبطًا بظهور الكريوجينيان؟
التوزيع العمري للحفر القمرية على أساس نموذج 800 Ma spike.
حقوق الصورة: جامعة أوساكا / تيرادا وآخرون ، 2020.
الفريق يقول نعم. كما أظهروا أن بعض الشظايا بقيت في حزام الكويكبات كأعضاء في عائلة كويكب يولاليا. الكويكب ريوجو ، تمت زيارتها مؤخرًا من قِبل وكالة جاكسا مهمة عودة عينة هايابوسا 2 ، هو أحد هذه الهيئات. تطورت بقايا أخرى مداريًا إلى كويكبات قريبة من الأرض.
يقولون إن هذه النيازك المتفرقة ربما تكون قد أوصلت كميات كبيرة من الفوسفور إلى الأرض ، مما أثر على البيئة الأرضية. كتب المؤلفون: '... ربما حدث تحول جوهري في دورة الفوسفور خلال أواخر عصر البروتيروزويك بعد 800؟ Ma (حتى 635؟ Ma)'. قد تكون آثار ذلك بعيدة المدى. كتب الفريق في ورقتهم: '... يشير اكتشافنا الجديد إلى أن تدفق العناصر الحيوية المتاحة خارج الأرض ربما يكون قد أثر أيضًا على الدورات الكيميائية الجيوكيميائية البحرية ، وحالات الأكسدة البحرية ، والاضطرابات الشديدة في نظام مناخ الأرض ، وظهور الحيوانات'.
يقولون أيضًا أن زخات النيزك ربما تكون قد نقلت عناصر متطايرة إلى سطح القمر.
في خبر صحفى ، قال المؤلف الرئيسي البروفيسور كينتارو تيرادا ، 'لقد قدمت نتائج أبحاثنا منظورًا جديدًا لعلوم الأرض وعلوم الكواكب. سوف تسفر عن مجموعة واسعة من الآثار الإيجابية في مختلف مجالات البحث '.
الكويكب ريوجو ، كما صورته المركبة الفضائية هايابوسا 2. تشير النقطة الحمراء إلى موقع أخذ العينات. من المحتمل أن يكون Ryugu أحد الأجزاء السليمة من الجسم الرئيسي الأكبر. حقوق الصورة: JAXA / Hayabusa2
هذا عمل مهم ، لأننا نعلم أن ضربات الكويكبات لعبت دورًا هائلاً في تشكيل تاريخ الحياة على الأرض. يعرف معظم الناس عن حدث اصطدام Chicxulub في يوكاتان ، والذي تسبب في انقراض جماعي للحياة على الأرض ، وقضى على الديناصورات. لكن منذ الانفجار الكمبري من التنوع البيولوجي منذ حوالي 541 مليون سنة ، كانت هناك أربعة انقراضات جماعية أخرى.
من المحتمل أن تكون تأثيرات الكويكبات وغيرها من الأحداث خارج الأرض قد لعبت دورًا كبيرًا في هذه الحلقات ، بما في ذلك بداية الفترة المبردة. وبغض النظر عن حالات الانقراض ، فإن توصيل كميات كبيرة من الأشياء مثل الفوسفور ربما يكون قد أثر في تطور الحياة على الأرض أيضًا.
لكن هذا كله يطرح أسئلة: هل سيكون هناك تأثير كارثي آخر ، أو سلسلة من التأثيرات؟ متى؟
عرض فني لمصادم Chicxulub يضرب الأرض القديمة ، مع مراقبة التيروصور. الائتمان: ناسا
يبدو أن السؤال الأول سهل الإجابة: بالطبع سيحدث مرة أخرى. لكن هذه الإجابة لا تساعد كثيرًا. السؤال الحقيقي هو متى؟
لا أحد يعرف على وجه اليقين. لكن الأدلة تشير إلى أن مصادمًا بحجم Chicxulub يجب أن يضرب الأرض كل 100 مليون سنة تقريبًا. هذا يعني ، إذا سارت الأمور على ما يرام ، فلدينا 35 مليون سنة كحد أقصى حتى تأتي السنة التالية. أو يمكن أن يحدث في أي وقت بين الحين والآخر.
نحن نتحسن في اكتشاف وفهرسة جميع الصخور المتطايرة حول في جيراننا ص كبوت . لهذا السبب يبدو أنه يوجد كل شهر تقريبًا عنوان رئيسي عن كويكب يقترب من طريقنا ، لكنه دائمًا ما يفتقدنا.
ذات يوم ، في وقت ما في مستقبل الأرض ، لن يفوت المرء.
أكثر:
- خبر صحفى: دش كويكب على نظام الأرض والقمر قبل 800 مليون سنة كشفته الفوهات القمرية
- ورقة ابحاث: زخات كويكب على نظام الأرض والقمر مباشرة قبل العصر الكريوجيني الذي كشفت عنه KAGUYA
- الكون اليوم: كان من المؤكد تقريبًا أن اصطدام كويكب هو الذي قضى على الديناصورات. في الواقع ، ربما ساعدت البراكين في تعافي الحياة