Topografisk kort over Orientale indvirkning bassin på Månen. Billede: NASA Videnskabelig Visualisering Studio
Ved at sammenligne en alder af nedslagskratere på Månen til dem på Jorden, forskere siger, at de har opdaget en stigning i antallet af asteroide rammer starter omkring 290 millioner år siden—en konstatering, der løber i modsætning til den videnskabelige konvention. Og ja, ikke alle er overbevist om, at beviserne.
Forskere, der studerer det gamle nedslagskratere på Jorden har et problem: erosion. Forvitring, vulkanisme, tektonik, og andre geologiske processer har fejet spor af klodens ældste nedslagskratere, hvilket gør det vanskeligt at skildre historien om asteroide virkninger på Jorden.
Ny forskning offentliggjort i dag i Science tyder på Månen med sin omfattende samling af nedslagskratere, kan hjælpe.
Som naboer, Jorden og Månen har oplevet lignende priser af asteroide rammer i løbet af solsystemets historie. Men Månen, i modsætning til Jorden, ikke er omfattet af de samme erosional processer. Derfor, Månens overflade, har bevaret en langvarig rekord af dens indflydelse på historien. Hvis disse månens kratere kan være dateret, så det burde være muligt at genskabe de historiske bombardement priser på Jorden.
Ved hjælp af en ny teknik til dato månens kratere fra en afstand, en forskergruppe ledet af Sara Mazrouei fra Department of Earth Sciences, University of Toronto, var i stand til at opnå netop dette. Den teknik, der tillod dem at dato månens kratere med en diameter større end 10 kilometer (6 km) og yngre end 1 milliard år.
Denne øvelse gav to vigtige resultater, både som udfordring konventionelle opfattelser af Jordens indvirkning rekord.
Den første er, at effekten sats på Jorden steget med en faktor 2,6, eller mellem to og tre gange, cirka 290 millioner år siden, ved slutningen af Palæozoikum og lige lidt før fremkomsten af dinosaurer. Den anden store at finde, i de ord, forskere, er det “næsten fuldstændigt fravær af jordbaserede kratere, der er ældre end 650 millioner år.” Dette fravær, ifølge forskerne, tyder på en “massiv global-skala erosion arrangement tæt på det tidspunkt.” De tilfælde, de taler om, er teoretiseret Snowball Earth—en tid, hvor de fleste, hvis ikke alle af vores planet blev belagt med is.
Tanken om, at hyppigheden af virkninger på Månen og Jorden har sprunget siden 290 millioner år siden går mod konventionelle tænkning. Teoretisk set er den sats af asteroide rammer bør være faldende—og ikke stigende—som rester fra dannelsen af solsystemet gradvist fortager sig. Forfatterne af det nye studie er at præsentere en stor hævder de, en, der kræver de nødvendige stor beviser. Og ja, nogle af de eksperter, vi har talt med, var ikke helt overbevist af det nye papir, siger det sig om alt for mange antagelser, metoder var ikke overbevisende nok, og at mere dokumentation er nødvendig for at bakke de påstande.
Til dato månens kratere, Mazrouei team, der anvendes termisk data og billeder, der er indsamlet af NASA ‘ s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). En enhed på LRO kaldes den Guddommelige forudsat at denne data ved at måle den varme, der stråler ud fra Månens overflade. Om natten, store sten afgiver mere varme end bøde jord, så den Guddommelige at gøre sit arbejde. Og det bare så sker det, at unge kratere på Månen er omgivet af store sten.
“Når et krater er dannet efter en påvirkning, er det afgraver en masse sten,” Mazrouei forklarede, at Gizmodo. “Klipperne omkring krateret sidst bliver til regolith, eller månens sand, som følge af yderligere micrometeorite bombardementer. Denne proces tager omkring 1 milliard år. Som kratere bliver ældre, bliver de mindre stenet. Vi brugte dette forhold til at få aldre for månens kratere.”
Med denne teknik, var forskerne i stand til at udarbejde alderen på alle månens kratere, som er yngre end omkring en milliard år—en temmelig tidskrævende proces, for at være sikker.
“Det tog et par måneder for at kortlægge alle de unge månens kratere. Men jeg startede dette projekt, da jeg startede min Ph.d. – for fem år siden,” sagde Mazrouei. “Vi var nødt til at tjekke vores data og metoder til at sikre, at de er robuste. Efter omkring to år, da vi begyndte at sammenligne månens kratere for terrestriske dem, vi så nogle meget interessante resultater. Vi var nødt til at sikre og dokumentere, at flere anmeldere, når vi fremlagt vores papir, som vi havde tegnede sig for alle terrestriske kratere på stabile terræn på Jorden.”
Et kort, der viser nogle af Månen yngre kratere. Billede: Ernie Wright, NASA Goddard
Som nævnt, Mazrouei og hendes kolleger korreleret en alder af månens indvirkning kratere med dem på Jorden. Den almindelige opfattelse blandt forskere er, at mange af Jordens kratere er blevet visket bort af geologiske processer, men ved at sammenligne månens kratere for terrestriske dem, Mazrouei og hendes kolleger viste, at for meget store kratere—dem, der er større end 20 km (12 miles) i diameter og yngre end 650 millioner år—en komplet fortegnelse over terrestriske nedslagskratere, der eksisterer. For at være klar, dog, dette kun anvendes til kratere findes på stabile terræn, bortset fra områder som havene, Amazon, og så videre.
Analysen af disse data udsat hyppigheden spike i virkninger, der starter omkring 290 millioner år siden, men det gav andre interessante fund.
Ved re-vurdering af den terrestriske indvirkning rekord, forskere har opdaget en mangel på kratere på Jorden mellem 300 millioner og 650 millioner år siden i Prækambrium. Denne overraskende underskud af kratere, ifølge undersøgelsen, er ikke et resultat af erosion, men snarere en uventet tilbagegang i asteroide indvirkninger i løbet af denne historiske periode.
De data, der også viste en dramatisk cut-off i antallet af jordbaserede kratere omkring 650 millioner år siden i Prækambrium. Dette er også en overraskelse, men som forfatterne skriver i undersøgelsen, at der er en mulig forklaring:
I betragtning af erosion priser på stabile kontinental terræn efter 650 [millioner år siden], lignende forhold længere tilbage i tiden ville have tilladt de fleste kratere af Prækambrium alder…at overleve. I stedet, de sparsomme Prækambrium kratere er sammenfaldende med de store episoder af globalt omfattende “Snowball Earth” istid. Pervasive subglacial erosion på cirka 650 til 720 [millioner år siden] menes at have fjernet kilometer af materiale fra de kontinenter, nok til at slette de fleste eksisterende…nedslagskratere.
Det er en spændende mulighed, og yderligere bevis til fordel for den spirende Snowball Earth hypotesen.
Et Supertungt Ice Age Kan Have Ført til Komplekse Liv på Jorden
Der var en tid på Jorden, cirka 635 millioner år siden, da næsten hele jorden var dækket…
Læs mere Læs
Dette krater dannelse i løbet af de seneste 290 millioner år er to til tre gange højere, end det var før den tid af dinosaurer er overraskende. Men Mazrouei tilbudt en plausibel forklaring:
“Stigningen i effekt sats kan skyldes, at en stor bruddet begivenhed i asteroidebæltet,” sagde hun. “Når to store asteroider kolliderer, de producerer en sværm af fragmenter tæt til konsekvenserne site. Disse sidste ende gå på Jorden-passage baner og et par ender med at ramme Månen og Jorden.”
Timingen af denne indvirkning spike er ganske interessant, og ikke blot fra et astronomisk perspektiv. Den tilsyneladende stigning i virkninger, der kan have påvirket vores planets historie. En af de største udryddelse begivenheder, der skete for omkring 250 millioner år siden—Perm-Trias masseudryddelse—som det skete kort efter, at den observerede stigning i antallet af asteroide-nedslag.
“Men vi kan ikke sige, om der er nogen forbindelse til denne begivenhed,” præciseres Mazrouei. “Vores arbejde sætter scenen for andre forskere at undersøge dette spørgsmål, og se, om der var nogen sammenhænge.”
Hvorvidt Jorden er mere sårbare over for asteroide rammer i 2019, end det var 300 millioner år siden, er noget, der ikke kunne udledes af de data. For nu, “med vores data kan vi sige, at virkningen sats er steget i de seneste 290 millioner år,” sagde Mazrouei, men hendes team har ikke været i stand til at “skelne, hvis der var bare en spike, flere pigge, eller hvis dette tal er stadig stigende.” For vores skyld, lad os håbe det ikke er det sidste.
“Jeg tror, at deres analyse er forsvarlige, og at de gør en overbevisende sag for en stigning i antallet af asteroide virkninger,” Simone Marchi, principal scientist ved Southwest Research Institute i Boulder, Colorado, fortalte Gizmodo. “Den præcise stigning—en faktor to eller tre kan være mindre godt bestemt givet usikkerhed, men den foreslåede 2.6 synes rimeligt baseret på de tilgængelige data.” Marchi sagde, at den observerede stigning er ikke “utænkeligt”, og han enige om, at det “kunne være respons på en pause op af en asteroide i main-bælte.”
Tale til Gizmodo, Aron J. Cavosie, en senior research fellow i Fakultetet for Naturvidenskab og Teknik på Curtin University, sagde, at papiret ‘ s konklusion om antallet af post-Palæozoikum cratering “kan være præcise,” men, at være model-drevet, undersøgelsen har undladt at fremlægge tilstrækkelig geologiske beviser. Hvad mere er, han sagde forskerne arbejdede under den noget ubegrundet antagelse, at Månen er “en pålidelig registrering for cratering på Jorden.”
“Dette kan være, men det er svært at kontrollere,” Cavosie sagde. “Den bedste måde at vurdere deres model er ved at erhverve bedre aldre og størrelse skøn for terrestriske kratere. Dette er den eneste post, hvor vi kan foretage feltundersøgelser og anvende high-præcision metoder—men det er klart, arbejde i marken på Månen er lidt af et trick.”
Cavosie sagde de seneste opdagelser af post-Palæozoikum nedslagskratere, med en diameter større end 10 kilometer, herunder Yallalie krater i Australien og Pantasma krater i Nicaragua, “vises i overensstemmelse med deres model,” tilføjer, at “fremtidige opdagelser af ældre store kratere ville sætte spørgsmålstegn ved det.”
“De data, der er simpelthen ikke godt nok til fuldt ud at støtte deres påstand.”
“Alt i alt, mens tanken om en stor stigning i antallet af asteroide virkninger på Jorden er spændende, jeg tror ikke, at de data, der nævnes af de forfattere, kraftigt papir konklusion,” Jay Melosh, university distinguished professor i Jorden, atmosfærisk og planetary sciences ved Purdue University, fortalte Gizmodo. “Forfatterne er afhængige af en tilsyneladende mangel på kratere på Jorden foran omkring 300 millioner år siden. Men der er ikke så mange kratere på Jorden, af enhver alder—omkring 180 bekræftet kratere på nuværende tidspunkt—og det område af sten, der er ældre end 300 millioner år, er relativt små, så de beskæftiger sig med statistik over små tal—en notorisk usikre procedure.”
Et andet spørgsmål, påstand for Melosh, var, hvordan forskerne har målt hastigheden i kampesten forringe omkring månens kratere over tid. Han sagde, at de ikke måle boulder størrelsen direkte, i stedet for at udlede nedbrydningshastigheden fra den hastighed, hvormed området omkring krateret køler når Solen går ned eller varmes, når det stiger. Melosh sagde den antagelse, at kampesten bryde ned ved en konstant hastighed via små meteoritter er præcis det—en antagelse. Det er helt plausibelt, sagde han, at nedbrydningen stiger som kampesten bliver mindre.
“Efter alt, mindre sten tage mindre energi til at bryde op—og dette kan forklare den manglende kampesten omkring kraterne, inden for 300 millioner år siden, som forfatterne tolker således, at disse kratere er meget ældre,” sagde Melosh. “[O]verall, jeg tror ikke, at den sag er bevist, og det er heller ikke modbevises—de data, der er simpelthen ikke godt nok til fuldt ud at støtte deres påstand om, efter min mening.”
Som for tanken om, at isen fjernet de fleste Prækambrium kratere, Cavosie sagde, at det var en “spændende” muligheden. Forskerne viste, “tidsmæssig sammenfald og en mulig mekanisme,” sagde han, men denne “ikke bevise årsagssammenhæng.” Hvad mere er, Cavosie sagde, at mere end to dusin Prækambrium kratere er kendt for at eksistere, i stedet for de to, der er beskrevet i den nye undersøgelse. Ødelæggelsen af kratere ved erosion, han sagde, skaber en sedimentære registrering af chokerede mineraler (hvilket betyder, mineraler deformeret af intens varme og pres), som forskere har dokumenteret på Vredefort og Sudbury, den største Prækambrium kratere. Hvis gamle gletschere “støvsuges op Jordens kratere,” Cavosie sagt, end sedimenter går tilbage til denne periode bør “være på bristepunktet” med chokeret mineraler. Så “dette er en testbar hypotese—gå grib din rock hammer!”
Mazrouei og hendes kolleger har præsenteret en spændende ny undersøgelse, men det er klart mere arbejde er nødvendigt for at befæste deres sag. Genopret registrering af asteroide virkninger på Jorden er vigtig, både for at forstå vores planets geologiske historie og til bedre at forstå betydningen af disse katastrofale virkninger på bane af liv på denne planet.
[Videnskab]
Dele Denne Historie