ГлавнаяТайны планеты Земля → Усиленная метеоритная бомбардировка Земли

Усиленная метеоритная бомбардировка Земли

23 Март 2013

Метеоритная бомбардировкаКратеры – неотъемлемая часть Марса, Луны и Меркурия. Они бывают как огромные бассейны, имеющие тысячи километров в поперечнике, или представляют собой небольшие микроструктуры. Можно с уверенностью предположить, что в начале своего существования Земля также подвергалась усиленной бомбардировке мелкими и крупными телами метеоритов.
Откуда произошли метеориты? Сегодня ученым известны три их отдельные группы – каменные, железные и железокаменные, которые объединяют в себе характеристики первых двух групп. Поскольку только каменные метеориты содержат большое количество радиоактивных элементов, именно их возраст можно оценить наиболее достоверно – около 4,5-4,6 млрд лет. Метеориты представляют особую ценность для ( ученых, поскольку они не просто космические камни, а настоящие свидетели рождения Солнечной системы. Предполагается, что это куски астероидов, фрагментов планетезималей, которые никогда не участвовали в образовании планет и навсегда остались в замороженном состоянии.
На них четко прослеживаются следы от давнего гравитационного воздействия Юпитера. етеориты можно считать своеобразными окаменелостями эпохи протосолнечного облака, способными многое рассказать нам о первоначальном физическом и химическом состоянии Солнечной системы. Железные и каменные метеориты, вероятно, сформировались после плавления планетезималей, после чего железо отделилось от силикатов. Но метеориты в таком чистом виде встречаются достаточно редко. Большинство их содержит хондры – мелкие зерна миллиметрового размера.
Согласно предположению, метеориты-хондриты появились до планетезималей и никогда не испытывали плавления. Их изотопный состав четко показывает, что они возникли примерно через два миллиона лет после начала формирования Солнечной системы. Ранний этап эволюции нашей планеты сопровождался интенсивной метеоритной бомбардировкой. Соударение с поверхностью планеты мелких планетезималей и метеоритов приводило к выделению тепла. В результате этого и за счет сжатия вещества под давлением вышележащих слоев недра Земли начали активно разогреваться.

За 100 млн лет на поверхность нашей планеты выпало до 3 х 1022 кг вещества, включая до 6 х 1019 кг различных летучих веществ. При столкновении с Землей метеориты взрывались и разрушались, вследствие чего происходил нагрев, дегазация и перемешивание вещества. Выделившегося тепла оказалось достаточно для частичного плавления верхней оболочки ранней Земли. Если стадия аккреции продолжалась в течение небольшого отрезка времени, то интенсивная метеоритная бомбардировка длилась гораздо дольше – примерно 300 или более миллионов лет. Вследствие последовавшей за этим вулканической деятельности и активных геологических процессов все свидетельства той масштабной бомбардировки практически оказались стерты с лица Земли.
Однако на нашей планете в настоящее время обнаружено более 160 так называемых кратерных метеоритных структур. Сразу несколько кратеров в ударной области формируется в результате метеоритного дождя, который иногда проливается на десятки километров отдельными снарядами. Обычно такие структуры имеют округлую форму диаметром до 100 км и выявляются по характерному для них насыпному валу, выступающему в виде возвышенности вокруг воронки.
МетеоритВдобавок для кратеров от падения метеоритов характерны радиально-кольцевое расположение трещин и присутствие раздробленных пород или следов сотрясений. На месте кратерных метеоритных структур обнаруживаются остатки метеоритного вещества и некоторые изменения в породах, произошедшие под воздействием взрывной волны и высокой температуры при соударении с земной поверхностью. Согласно проведенным расчетам, при столкновении с горными породами метеорит, падающий со скоростью более 3-4 км/с, имеет начальное давление 109 Па при температуре 10 000 °С. При соударении с поверхностью Земли и образовании кратера диаметром 50 км выделяется энергия, равная примерно 1022 Дж. Образование кратера сопровождается пластическими деформациями в горных породах и минералах, находящихся в районе удара.
Распознать на поверхности Земли ударные кратеры в наши дни помогает детальный анализ космических снимков. Благодаря им нередко выявляются многочисленные кольцевые образования. Крупнейшая из открытых на сегодня кратерных областей расположена в Ливийской пустыне. Это необычное место на юго-западе Египта, состоящее из более ста небольших кратеров с максимальным диаметром около 2,5 км, служит ярким свидетельством того, что Земля в недавнем прошлом перенесла настоящую метеоритную бомбардировку.
Большинство из открытых в наши дни кратерных областей образовались 3500-7000 лет назад. Округлые геологические структуры в пустыне Сахара покрывают площадь свыше 5 тыс. км2. Изучая такие структуры, ученые могут только предполагать о масштабах той грандиозной метеоритной атаки, которая происходила на самом раннем этапе развития нашей планеты.
Интенсивное падение метеоритов, продолжавшееся в течение нескольких десятков и даже сотен миллионов лет, способствовало не только сильному разогреву недр Земли, но и активным геологическим процессам. По мнению группы ученых из Лондонского Имперского колледжа науки, техники и медицины, метеоритная бомбардировка в ее более поздней стадии могла стимулировать изменение состава атмосферы Земли и Марса, что привело, в частности, к возникновению жизни на нашей планете.
При входе в атмосферу планеты метеорит сильно нагревается, некоторая часть составляющих его минералов и органических веществ начинает выделяться в окружающую среду в виде водяного пара и диоксида углерода. Согласно предположению, под воздействием интенсивной метеоритной бомбардировки относительная влажность газообразной оболочки и температура поверхности планет Земли и Марса должны были существенно повыситься. Как показали результаты проведенных исследований, в среднем один метеорит при прохождении атмосферы планеты высвобождает около 12 % ей массы в виде водяного пара и еще примерно 6 % – в виде углекислого газа.
След метеоритаВоспользовавшись такими данными, ученые подсчитали, что в эпоху масштабной метеоритной бомбардировки каждый год в атмосферы планет могли попадать несколько миллиардов тонн диоксида углерода и водяного пара. Благодаря этому в газовой оболочке нашей планеты появилось достаточное количество необходимых для зарождения жизни химических элементов. В отличие от Земли, у Марса не было защитного магнитного поля, поэтому плотность его атмосферы быстро уменьшилась под воздействием солнечного ветра. Поверхность Красной планеты постепенно остыла, а жидкая вода отступила к полюсам, где и превратилась в лед.
Некоторые ученые идут еще дальше в своих выводах относительно последствий метеоритной бомбардировки Земли. В частности, Иошихиро Фурукава из университета Тохоку и его коллеги считают, что метеоритная бомбардировка, которой подверглась наша планета на ранних этапах своей истории, стимулировала появление в древнем океане некоторых типов сложных органических молекул.
Авторы исследования применили специальную пушку для воспроизведения условий, возникающих при падении в океан самого распространенного типа метеоритов – обыкновенных хондритов, которые содержат в своем составе углерод, железо и никель. После удара ученые обнаружили многочисленные органические молекулы, в том числе жирные кислоты, амины и аминокислоты.
Подобные органические молекулы на древней Земле могли появиться предположительно в результате метеоритной бомбардировки. Тем более что при падении реальных метеоритов показатель
давления намного выше, чем в проделанном эксперименте. Это может означать синтез даже более сложных веществ и органических молекул.
Сегодня уже хорошо известно, откуда на Землю падает большинство метеоритов. Сталкиваясь, они откалываются от родительских тел в главном поясе астероидов, который располагается в нашей Солнечной системе между орбитами Марса и Юпитера. Сами астероиды после соударений могут разрушаться на несколько кусков и продолжать лететь по прежней орбите, образуя целые астероидные семьи.
Большая часть из них сформировалась 100 млн – 1 млрд лет назад. После откалывания от астероидов метеориты переходят на другие орбиты и в конце концов падают на Землю. Идентификация метеоритов дает ученым прекрасный инструмент для изучения истории всей Солнечной системы, поскольку это позволяет сделать важные выводы о времени того или иного геологического события.




Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля