Månens overflade. Billedkredit: LPI Klik for større billede
University of Arizona og japanske videnskabsmænd er overbeviste om, at beviset omsider afslutter årtiers lange argumenter om, hvad objekter, der bombarderede det tidlige indre solsystem i en katastrofe for 3,9 milliarder år siden.
Gamle asteroider med hovedbælter, der er identiske i størrelse som nutidens asteroider i Mars-Jupiter-bæltet - ikke kometer - hamrede de indre klippeplanter i en unik katastrofe, der varede i et blitz geologisk tid, hvor som helst fra 20 millioner til 150 millioner år. rapport i 16. september-udgaven af videnskab.
Objekterne, der har slået vores indre solsystem, efter at den såkaldte Late Heavy Bombardment var afsluttet, er imidlertid en markant anderledes befolkning, rapporterer UA-professor emeritus Robert Strom og kolleger i artiklen, ”Oprindelsen af planetariske påvirkninger i det indre solsystem .”
Efter at den lette tunge bombardement eller Lunar Cataclysm-periode var afsluttet, har de fleste asteroider i nærheden af Jorden (NEA'er) pepret den jordiske region.
Strom har studeret størrelsen og fordelingen af kratre over solsystemets overflader i de sidste 35 år. Han har længe mistænkt, at to forskellige projektilpopulationer har været ansvarlige for kraterning af indre solsystemoverflader. Men der har været for lidt data til at bevise det.
Nu har asteroideundersøgelser foretaget af UAs Spacewatch, Sloan Digital Sky Survey, Japans Subaru-teleskop og lignende samlet temmelig komplette data om asteroider ned til dem med diametre mindre end en kilometer. Pludselig er det blevet muligt at sammenligne størrelserne på asteroider med størrelserne på projektiler, der sprængte krater i overflader fra Mars indad til Merkur.
”Da vi afledte projektilstørrelser fra kraterregistret ved hjælp af skaleringslove, matchede de gamle og nyere projektilstørrelser de gamle og yngre asteroidepopulationer,” sagde Strøm. ”Det er en forbløffende pasform.”
”En ting dette siger, er, at den nuværende størrelsesfordeling af asteroider i asteroidebæltet blev etableret mindst lige så langt tilbage som for 4 milliarder år siden,” sagde UA-planetforsker Renu Malhotra, en medforfatter af Science-artiklen. . ”En anden ting, den siger, er, at mekanismen, der forårsagede den lette tunge bombardement, var en gravitationsbegivenhed, der fejede genstande ud af asteroidebæltet uanset størrelse.”
Malhotra opdagede i tidligere undersøgelser, hvad denne mekanisme må have været. Nær slutningen af deres dannelse fejede Jupiter og de andre ydre gasgigantiske planeter planetarisk affald længere ud i solsystemet, Kuiper Belt-regionen. Ved at rydde støv og stykker, der blev tilbage fra det ydre solsystemets planetdannelse, mistede især Jupiter orbitalenergi og bevægede sig indad, tættere på solen. Denne migration forbedrede Jupiters tyngdekraftpåvirkning på asteroidebæltet stærkt og kastede asteroider uanset størrelse mod det indre solsystem.
Bevis for, at hovedbæltesteroider pummelerede det tidlige indre solsystem, bekræfter en tidligere offentliggjort kosmokemisk analyse af UA planetforsker David A. Kring og kolleger.
”Størrelsesfordelingen på slagkratre i de gamle højland i månen og Mars er en fuldstændig uafhængig test af kataklismet i det indre solsystem og bekræfter vores kosmokemiske bevis for en asteroide kilde,” sagde Kring, en medforfatter af videnskabspapiret. .
Kring var en del af et hold, der tidligere brugte en argon-argon-dateringsteknik til analyse af påvirkningssmeltealder af månemetoritter - klipper, der blev udsat tilfældigt fra månens overflade, og som landede på Jorden efter en million år i rummet. De fandt fra "trængsler" eller smeltede stenfragmenter i breccia-meteoritterne, at hele månen blev bombarderet for 3,9 milliarder år siden, en ægte global månekatastrofe. Apollo-måneprøveanalysen sagde, at asteroider tegner sig for mindst 80 procent af månens påvirkninger.
Kometer har spillet en relativt mindre rolle i påvirkningerne af det indre solsystem, Strom, Malhotra og Kring konkluderer også af deres arbejde. I modsætning til hvad der er almindelig tro, er sandsynligvis ikke mere end 10 procent af Jordens vand kommet fra kometer, sagde Strøm.
Efter den sene kraftige bombardement blev jordoverflader så fuldstændigt ændret, at ingen overflade ældre end 3,9 milliarder år kan dateres ved hjælp af kraterrekorden. Ældre klipper og mineraler findes på månen og jorden, men det er fragmenter af ældre overflader, der blev brudt op af påvirkninger, sagde forskerne.
Strom sagde, at hvis Jorden havde hav mellem 4,4 og 4 milliarder år siden, som andre geologiske beviser antyder, må disse oceaner være fordampet af asteroidepåvirkningen under katastrofen.
Kring har også udviklet en hypotese, der antyder, at påvirkningsbegivenhederne under sent kraftigt bombardement genererede store hydrotermiske systemer under jorden, som var kritiske for den tidlige livsudvikling. Han vurderede, at kataklymen i det indre solsystem producerede mere end 20.000 kratre mellem 10 kilometer og 1.000 kilometer i diameter på Jorden.
Krateringsdynamikken i det indre solsystem ændrede sig dramatisk efter den lette tunge bombardement. Fra da af afspejler påvirkningen af kraterregistreringen, at de fleste genstande, der rammer indre solsystemoverflader, har været jordens asteroider, mindre asteroider fra hovedbæltet, der er skubbet ind i landekrydsende baner af et størrelsesselektivt fænomen kaldet Yarkovsky-effekten.
Effekten har at gøre med den måde, asteroider uensartet optager og udstråler solens energi på. Over titusioner af millioner af år er virkningen stor nok til at skubbe asteroider mindre end 20 kilometer over i joviske resonanser eller huller, der leverer dem til jordkrydsende kredsløb. Jo mindre asteroiden er, jo mere påvirkes den af Yarkovsky-effekten.
Planetære geologer har prøvet at tælle kratre og deres størrelsesfordeling for at få absolutte aldre for overflader på planeter og måner.
”Men indtil vi vidste projektilernes oprindelse, har der været så stor usikkerhed, at jeg troede, at det kunne føre til enorm fejl,” sagde Strøm. ”Og nu ved jeg, at jeg har ret. For eksempel har folk baseret den geologiske historie af Mars på den tunge bombardementskraterekord, og det er forkert, fordi de kun bruger én kraterkurve, ikke to. ”
Strom sagde, at forsøg på at datere udvendige solsystemlegemer, der bruger det indre solsystemets kraterplads, er forkert. Men det burde være muligt at mere præcist datere indre solsystemoverflader, når forskere bestemmer krateringshastigheden fra asteroidbombardementet i nærheden af Jorden, tilføjede han.
Forfatterne af videnskabspapiret er Strom, Malhotra og Kring fra University of Arizona Lunar and Planetetary Laboratory og Takashi Ito og Fumi Yoshida fra National Astronomical Observatory, Tokyo, Japan.
Original kilde: UA News Release
