Historia naszej planety jest pełna trudnych do wyjaśnienia wydarzeń i kataklizmów, w tym:
1) Zagadka wyglądu satelity Ziemi - Księżyca;
2) Przyczyna śmierci dinozaurów.
Ta hipoteza łączy te dwa zdarzenia w jedną linię związków przyczynowo-skutkowych.
1. Anomalia Iridium
Główną hipotezą wyginięcia dinozaurów jest hipoteza uderzeniowa Louisa i Waltera Alvarezów, sugerująca śmierć dinozaurów w następstwie upadku asteroidy na Półwysep Jukatan w Meksyku. Na poparcie tego podano krater Chiksulub i zwiększoną zawartość irydu w warstwie na granicy kredy i paleogenu. Za moment upadku asteroidy i początek kataklizmu na dużą skalę uważa się skok zawartości irydu w glebie.
Analiza chemiczna gleby w warstwie gliny na pograniczu kredy i paleogenu wykazała 10–30-krotne przekroczenie średniej zawartości irydu. A w niektórych miejscach na Ziemi nadmiar ma jeszcze większe wartości.
Film promocyjny:
Zgodnie z harmonogramem opracowanym przez grupę Alvarez moment początku kataklizmu jest wyraźnie prześledzony. Widoczny jest ostry, gwałtowny wzrost akumulacji irydu w warstwie (ryc. 1).
Postać: 1. Wykres opracowany przez grupę Alvareza.
Zwróćmy uwagę na ilość irydu dostającego się do gleby. Można zauważyć, że do końca kredy, do granicy 65 mln lat temu, ilość irydu, która dostała się do gleby, szła równomiernie (ryc. 2).
Ryc.2. Szybkość irydu wchodzącego do gleby.
Następnie w pewnym momencie nastąpił gwałtowny skok ilości irydu w glebie, jego spożycie natychmiast wzrosło 10-krotnie (ryc. 3).
Ryc.3. Zwiększone spożycie irydu.
Sugeruje to, że miało miejsce jakieś wydarzenie, które doprowadziło do gwałtownego wzrostu podaży irydu. Wydarzenie miało skalę planetarną, ponieważ wzrost irydu w tym okresie występuje na całej planecie.
Dalej widać bardzo interesującą cechę - po gwałtownym wzroście ilości irydu trwa okres jego maksymalnego spożycia, trwający 5 tysięcy lat. Następnie, od ponad 15 tysięcy lat, następuje stopniowy spadek podaży irydu. Dopiero 20 tysięcy lat po rozpoczęciu jakiegoś wydarzenia ilość irydu dostającego się do gleby powróciła do normalnej wartości (ryc. 4).
Ryc.4. Płynny spadek podaży irydu w ciągu 15 tysięcy lat.
Spożycie nadwyżki irydu nie ustało po gwałtownym wzroście, nawet w stosunkowo krótkim okresie lat lub stuleci. I robił to przez dziesiątki tysięcy lat. Powstaje pytanie - czy pył po upadku asteroidy mógłby osiąść na tak długo? Aż 20 tysięcy lat! A rozmiary asteroidy o średnicy 10 km i Ziemi o średnicy 12742 km nie są porównywalne. Maksimum, do jakiego jest zdolna taka asteroida, to regionalne zanieczyszczenie atmosfery, trzęsienia ziemi i tsunami. Żadne pojedyncze źródło punktowe nie mogłoby spowodować tak rozległego i równomiernego rozmieszczenia irydu na całej planecie. Ponadto okazało się, że iryd może być pochodzenia ziemskiego. Badania produktów wyrzutu z wulkanu Kilauea znajdującego się na Wyspach Hawajskich wykazały niezwykle wysokie stężenia irydu. Co więcej, zostało to udowodnioneże iryd nie powstał w wyniku erupcji lawy, ale wraz z popiołem wulkanicznym i gazami wydostał się do atmosfery, co zapewniło jego rozległe rozproszenie. Okazało się, że ten wulkan daje więcej irydu niż meteoryty.
Śmierć dinozaurów w wyniku zwiększonej aktywności wulkanicznej jest hipotezą drugą, obok hipotezy uderzeniowej. Między 60 a 68 milionami lat temu na subkontynencie indyjskim doszło do masowego wylewania magmy z uskoków w ziemi, o czym świadczą pułapki na płaskowyżu Dekanu w Indiach. Ale przyczyna tak dużej aktywności wulkanicznej na planecie pozostaje niejasna.
Pojedynczy szkielet jest interesujący do identyfikacji gatunku, ale nie może ujawnić przyczyny wyginięcia całego gatunku. Odkrycie „cmentarzy dinozaurów”, gdzie mieszają się połamane kości zarówno roślinożernych, jak i mięsożernych dinozaurów, sugeruje, że doszło do zdarzenia, które zgromadziło dinozaury różnych gatunków w jednym miejscu, z którego nie mogły się wydostać. Dinozaury nie dusiły się od popiołu ani nie umarły z głodu, ale ginęły w wyniku zewnętrznych wpływów fizycznych, niezależnie od ich rodzaju i wielkości. Odkrycie masowych grobów dinozaurów na wszystkich kontynentach mówi o globalnych wydarzeniach, które miały miejsce wszędzie z taką samą intensywnością i wielokrotnie przetaczały się po całej planecie. Nie było to pojedyncze uderzenie asteroidy ani regionalna erupcja grupy wulkanów. Wydarzenie miało katastrofalną skalę obejmującą całą planetę, trwającą tysiąc lat.
Wszystko to sugeruje, że upadek asteroidy nie mógł spowodować długotrwałych procesów geologicznych. W przypadku tak masowej śmierci całych gatunków na całej planecie konieczne jest wydarzenie, które nie jest punktem, lokalnym, ale równie katastrofalnym dla każdej części planety, dla każdego zakątka. I nie będzie trwać latami i wiekami, ale tysiącleciami. W rezultacie kontynenty się przesunęły, góry runęły, dno morskie podniosło się, a morza i oceany wylały się na ich brzegi, grzebiąc pod nimi całe kolonie dinozaurów i wyrzucając na ląd duże morskie drapieżniki. Dając szansę na przetrwanie tylko małym i zwinnym zwierzętom, zdolnym do opuszczenia niebezpiecznego miejsca w czasie. Żaden gatunek ważący więcej niż 25 kg nie przeżył katastrofy.
2. Pochodzenie księżyca
Księżyc od tysiącleci przyciąga wzrok i jest przedmiotem badań. Ale mimo tak bacznej uwagi Księżyc nadal skrywa wiele tajemnic. Przede wszystkim jest to kwestia pochodzenia księżyca. W jaki sposób satelita, który jest tak duży w porównaniu z planetą, mógł powstać w tak bliskiej odległości od Ziemi? Gdzie układ Ziemia-Księżyc ma tak niezwykle wysoki moment pędu?
Spośród wielu hipotez dotyczących pochodzenia księżyca za główną uważa się hipotezę zderzenia proto-Ziemi z ciałem niebieskim. W wyniku zderzenia Księżyc powstał z wyrzuconej substancji. Inną hipotezą jest hipoteza o schwytaniu przelatującego księżyca.
Każda hipoteza ma swoje własne względy, zarówno „za”, jak i „przeciw”.
Za główną wadę hipotezy przechwytywania uważa się prawie kołową orbitę Księżyca, która jest wykluczona w przypadku przechwycenia przelatującego ciała. W tym przypadku orbita Księżyca powinna mieć postać silnie wydłużonej elipsoidy z dużym mimośrodem. Brak możliwości rozwiązania problemu zaokrąglenia orbity Księżyca pomija, moim zdaniem, najbardziej prawdopodobną hipotezę pojawienia się satelity w pobliżu Ziemi.
Hipoteza przechwytywania musi odpowiedzieć na kilka kluczowych pytań:
1. Miejsce narodzin Księżyca.
2. Przyczyna de-orbity.
3. Mechanizm przechwytujący.
4. Mechanizm zaokrąglania orbity elipsoidalnej.
W poszukiwaniu domniemanego miejsca powstania Księżyca i badaniu składu planet można znaleźć wyraźny wzór - planeta najbliższa Słońcu ma największe jądro w stosunku do masy planety (ryc. 5).
Ryc.5. Stosunek mas jąder do mas planet.
W szeregu planet ziemskich, w zależności od stosunku masy jądra do masy planety, Księżyc z jego 2% znajduje się daleko poza Marsem. Pokazując nam region Układu Słonecznego wśród gazowych gigantów, gdzie szukać miejsca powstania księżyca.
Kolejny parametr - gęstość, pokazuje, że miejsce Księżyca o gęstości 3,3 g / cm³ znów znajduje się za Marsem.
Nie ma sensu umieszczać Księżyca w rzędzie gazowych olbrzymów, są to obiekty o zupełnie innym typie i kategorii wagowej. Ale z satelitami niektórych z tych planet możemy porównać. Zwróćmy uwagę na galilejskie księżyce Jowisza, które przede wszystkim odpowiadają Księżycowi pod względem wielkości i gęstości. Gęstość wewnętrznych księżyców Galileusza Io i Europy jest wystarczająco duża, aby odpowiadać gęstości Księżyca. Jednak obecność atmosfer i aktywności wulkanicznej w nich, w przeciwieństwie do prawie całkowitego braku atmosfery i braku śladów wulkanizmu na Księżycu, pokazuje, że Księżyc nie mógł znajdować się w tak bliskiej odległości od Jowisza. Dwa odległe satelity, Ganimedes i Kallisto, mają odpowiednio tylko 1,9 i 1,8 g / cm³, czyli znacznie mniej niż księżycowy. Ale podobieństwo Księżyca do Callisto sugeruje, że Księżyc powstał gdzieś w pobliżu.
Jeśli spojrzysz na pozycję orbitalną satelitów Galileusza, to między Ganimedesem a Kallisto znajduje się pusta orbita z brakującym satelitą (ryc. 6).
Postać: 6. Odległości między satelitami (w tysiącach km).
Gęstość Księżyca, obliczona na podstawie masy i objętości, jest obecnie znacznie wyższa niż Ganimedesa i Kallisto. Poniżej pokazano, jak Księżyc, który wcześniej miał mniejszą gęstość, zyskał dodatkową masę, w wyniku czego jego obliczona gęstość wzrosła do obecnej wartości.
Po ustaleniu możliwego miejsca powstania Księżyca postaramy się ustalić przyczynę odejścia Księżyca z tej orbity.
Układ Słoneczny jest wypełniony asteroidami i kometami, których ślady upadku obserwuje się na powierzchni wszystkich ciał w Układzie Słonecznym. Nawet na Ziemi istnieje wiele kraterów uderzeniowych powstałych w wyniku uderzeń asteroid w różnych okresach historii Ziemi. Bardziej interesują nas łańcuchy podobnych kraterów, które znajdują się w rzędzie, które istnieją na powierzchni niektórych ciał niebieskich.
Do niedawna mechanizm powstawania takich łańcuchów był nieznany. Po upadku komety Shoemaker Levy 9 na Jowiszu w 1994 roku, tajemnica łańcuchów krateru została ujawniona. Okazało się, że planeta może rozerwać asteroidę, która zbliżyła się do planety bliżej granicy Roche'a.
Ryc.7. Comet Shoemaker-Levy-9.
Co więcej, ten łańcuch asteroid może zostać wchłonięty przez samą planetę, jak to miało miejsce w przypadku komety Shoemaker-Levy, lub może spaść do jednego z satelitów planety, pozostawiając imponujący łańcuch kraterów na jej powierzchni. Potwierdzeniem, że rozdarte komety i asteroidy wpadają w księżyce Jowisza, jest łańcuch krateru Enki na powierzchni Ganimedesa (ryc. 8).
Postać: 8. Łańcuch krateru Enki na powierzchni Ganimedesa.
Podobne łańcuchy kraterów można znaleźć na innych księżycach Jowisza.
Małe asteroidy nie stanowią zagrożenia dla satelitów i nie wyrządzają im większych szkód, pozostawiając jedynie łańcuchy kraterów jako przypomnienie o ich istnieniu. Ale co się stanie, jeśli metalowa asteroida o średnicy 500 km zbliży się do Jowisza? Siły pływowe w granicach Roche'a rozerwą go na kilka dość dużych kawałków, z których każda jest gotowa zniszczyć każdego naturalnego satelitę Jowisza, który stanie na jego drodze. Jeśli dodamy ogromną prędkość do tych części, które mają 200-300 km średnicy (kometa Shoemaker-Levy-9 uderzyła w Jowisza z prędkością 64 km / s), to otrzymamy linię śmiercionośnych pocisków, które mogą wytrącić dowolnego satelitę Jowisza z orbity.
Wśród znanych nam łańcuchów kraterów obserwujemy serię dziesiątek małych kraterów, świadczących o rozpadzie kamiennego ciała na dziesiątki mniejszych. Ale jeśli nie była to rozerwana kamienna asteroida, ale metalowa tylko na kilka bardzo dużych części, to nie ma sensu szukać długiego łańcucha kraterów. Zobaczymy tylko kilka ogromnych kraterów ustawionych w rzędzie.
W poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie, dlaczego Księżyc opuścił orbitę, przyjrzyjmy się powierzchni Księżyca. Nawet gołym okiem ślady tych dawnych wydarzeń są widoczne z Ziemi.
Na rozszerzonej mapie księżyca wyraźnie widzimy cztery kratery tworzące jeden łańcuch. Rosnąco - Krater Goddard (1), Sea of Crises (2), Sea of Clarity (3) i Sea of Rains (4) (ryc. 9).
Ryc.9. Krater Goddard (1), Sea of Crises (2), Sea of Clarity (3) i Sea of Rains (4).
Jednorodność powierzchni wewnątrz kraterów pokazuje, że energia upadłych ciał była taka sama i tak wysoka, że ciała, które wniknęły w grubość Księżyca, stopiły wewnętrzną strukturę, której wycieki widzimy wokół tych kraterów. Obecność anomalii magnetycznych i grawitacyjnych w rejonie kraterów wskazuje na metaliczny skład asteroid (rys. 10).
Ryc.10. Lokalizacja anomalii grawitacyjnych.
Metalowe ciała złapane w początkowo lekkim Księżycu, który miał gęstość Ganimedesa i Kallisto, zwiększyły swoją masę. W ten sposób wzrosła szacunkowa gęstość Księżyca, która stała się wyższa niż gęstość satelitów, obok których powstał Księżyc.
Łańcuch śmiercionośnych pocisków z rozerwanej gigantycznej asteroidy ustawił się w rzędzie o długości dziesiątek tysięcy kilometrów i pędził przez księżyc. Małe asteroidy poleciały przed siebie, a największe ciała zamknęły łańcuch. Energia każdej z metalowych asteroid była przerażająca, leciały z prędkością około 70 km / sek.
Pierwszy dzwonek zadzwonił, gdy Księżyc uderzył w głowę, najmniejszą asteroidę, która utworzyła krater Goddard. Utknęła w ciele Księżyca, wyciskając strumień stopionej skały na powierzchnię, która utworzyła Morze Krańca. Druga, nieco większa asteroida z epicentrum w Morzu Kryzysów (2), utworzyła Morze Węży, Morze Fal, Morze Piany i Morze Smitha.
Ryc.11. Krater Goddard (1), Morze Kryzysów (2).
Trzecia asteroida, która wbiła się kilkadziesiąt kilometrów w głąb Księżyca, była tak potężna, że zmieniła orbitę Księżyca. Epicentrum ciosu spadło na Morze Jasności (3). Płynna skała zalała powierzchnię Księżyca i stworzyła takie struktury, jak Morze Spokoju, Zatoka Surowości, Morze Nektaru i Morze Obfitości.
Ale księżyc czekał na naprawdę potworny cios, uderzyła w niego największa asteroida z łańcucha, której średnica była bliska 400 km. Uderzenie było tak silne, że Księżyc nie mógł już pozostać na orbicie. Widzimy ślad z gigantycznej asteroidy utknął na Księżycu jako Morze Deszczów, a rozlana lawa wylała się i utworzyła Ocean Burz i tuzin mórz.
Ryc.12. Łańcuch kraterów, który wytrącił księżyc z orbity.
Metalowe asteroidy uderzyły w jasny, porowaty księżyc jak gąbka. Struktura Księżyca zgasiła ogromne prędkości asteroid bez pęknięć i katastrofalnych konsekwencji. Cała energia została wydana na ogrzewanie wewnętrznej struktury Księżyca, który wylał się na powierzchnię w postaci oceanu i mórz.
Wyrzucony z orbity księżyc wpadł po krzywej w głąb Układu Słonecznego.
Biorąc pod uwagę wzrost siły grawitacji podczas przemieszczania się w głąb Układu Słonecznego, początkowa prędkość orbitalna Księżyca wzrosła o 8-10 km / s i do czasu osiągnięcia orbity Ziemi była równa prędkości orbitalnej Ziemi 30 km / s, co zajęło 2,5-3 lata (ryc.).
Ryc.13. Odejście księżyca z orbity.
Zbliżając się stycznie do Ziemi, Księżyc został przechwycony przez ziemską grawitację i wszedł na wydłużoną eliptyczną orbitę leżącą w płaszczyźnie ekliptyki z nachyleniem zaledwie 5 °. Dlatego orbita Księżyca nie leży w płaszczyźnie równika Ziemi.
Od tego momentu, który wydarzył się 65 milionów lat temu, zaczyna się nie do pozazdroszczenia los dinozaurów.
3. Śmierć dinozaurów
Księżyc cudem uniknął zderzenia z Ziemią, lecąc w minimalnej odległości od naszej planety. Z Ziemi można było zaobserwować, jak Księżyc, pojawiający się znikąd, szybko zamyka dno nieba, omiata powierzchnię i równie szybko odchodzi. Ale Księżyc nie mógł już uciec przed grawitacją Ziemi, nadal obracając się wokół Ziemi po bardzo wydłużonej eliptycznej orbicie.
Zbliżając się do Ziemi, Księżyc swoją grawitacją prasował kontynenty i morza, wznosząc fale skorupy ziemskiej. Grawitacja księżyca wywołała aktywność wulkaniczną na całej planecie. Stopiona magma przelewała się przez niedawno zielone lasy i równiny. Popiół wulkanów pokrył całą Ziemię, niszcząc roślinność i wyrzucając iryd znaleziony przez grupę Alvarez. Niektóre działki podniosły się, inne opadły na dno morskie. Najsilniejsze trzęsienia ziemi występowały z regularnością współczesnych przypływów i odpływów. Skład chemiczny wody morskiej zmienił się dramatycznie, zabijając dużą liczbę zwierząt morskich. Grawitacja księżyca doprowadziła do dryfu i przemieszczenia kontynentów, zmieniając oblicze planety.
Morza i oceany wylewały się z ich brzegów, tworząc błoto i grzebiąc całe kolonie dinozaurów. Małe, zwinne zwierzęta mogły uciec tylko na czas, przenosząc się na wzgórze. W poszukiwaniu ratunku dinozaury gromadziły się w grupach, niezależnie od gatunku i wielkości. Ale bezlitosny Księżyc zaskoczył migrujące stada dinozaurów, pokrywając je błotem i kamieniami, grzebiąc je żywcem. Dinozaury zostały wypłukane strumieniami w kupę, złożyły się w nienaturalnych pozycjach, zostały pokryte płynnym błotem i zakonserwowane. Integralność wielu szkieletów sugeruje, że dinozaury nie pozostawały na otwartej przestrzeni po śmierci i nie padły ofiarą padlinożerców.
4. Zaokrąglenie orbity Księżyca
Wszystkie satelity na orbicie synchronicznej przechwytują grawitację planety. Każdy satelita, niezależnie od wielkości, ma wewnętrzną niejednorodność, dzięki czemu grawitacja planety utrzymuje satelitę zwróconą do planety określoną stroną, zapobiegając obracaniu się satelity wokół własnej osi. Wszelkie próby obracania się satelity wokół osi są zatrzymywane przez grawitację planety i prowadzą tylko do kołysania satelity, czyli wibracji. Grawitacja planety przywraca satelitę do pierwotnej pozycji. Gdyby grawitacja planety nie obróciła satelity określoną stroną do siebie, to jakiekolwiek odchylenie orbity satelity od idealnie okrągłego kształtu doprowadziłoby do osiowego obrotu satelity względem planety. Ale w naturze nie ma idealnie okrągłych orbit. Jak wiemy, orbita współczesnego Księżyca jest eliptyczna. W związku z tym,gdyby Ziemia nie obróciła Księżyca w odpowiednim momencie określoną stroną do siebie, wtedy widzielibyśmy Księżyc ze wszystkich stron, płynnie obracałby się on wokół własnej osi. Grawitacja ziemska stale koryguje położenie Księżyca, co prowadzi do spowolnienia osiowego obrotu Księżyca. Takie hamowanie prowadzi do redystrybucji sił. Moment bezwładności Księżyca (rotacja osiowa) przechodzi w moment bezwładności układu Księżyc-Ziemia, powodując przemieszczenie orbity Księżyca w postaci precesji.powodując przemieszczenie orbity Księżyca w postaci precesji.powodując przemieszczenie orbity Księżyca w postaci precesji.
To samo dzieje się z Merkurym. Merkury synchronizuje swój obrót osiowy z orbitalem tylko w peryhelium. Opuszczając peryhelium, Merkury oddala się od Słońca na odległość, w której siły pływowe przechwytywania przestają działać, a Merkury zyskuje swobodę obrotu wokół osi. Podczas następnego podejścia do peryhelium Merkury zwraca się do Słońca drugą stroną, ale nie dokładnie wzdłuż osi przechwytywania pływów. Nie ma czasu na dokończenie obrotu tylko o kilka stopni, a grawitacja słoneczna koryguje położenie Merkurego, obracając go. Dodanie energii do osiowego obrotu Merkurego prowadzi do przejścia nadwyżki energii z momentu bezwładności Merkurego do momentu bezwładności układu Słońce-Merkury. W rezultacie zmienia się orbita Merkurego i obserwujemy dobrze znaną precesję.
Kiedy Księżyc znajdował się na orbicie z satelitą Jowisza, jego rotacja osiowa była zsynchronizowana z orbitalną i wynosiła około 12 ziemskich dni (średnia między Ganimedesem a Kallisto). Księżyc nieustannie spoglądał na Jowisza z jednej strony. Po schwytaniu Księżyca przez Ziemię, jego moment bezwładności został zachowany, ale rotacja osiowa nie była równa obrotowi orbitalnemu wokół Ziemi. Księżyc poruszał się po bardzo wydłużonej orbicie elipsoidalnej, obracając się w kierunku Ziemi jedną lub drugą stroną. Cała orbita Księżyca, zarówno w perygeum, jak iw apogeum, znajdowała się wewnątrz sfery przechwytywania pływowego. Grawitacja Ziemi zaczęła spowalniać osiową rotację Księżyca, przenosząc moment bezwładności Księżyca na moment bezwładności układu Księżyc-Ziemia. Perygeum zaczął się oddalać, zbliżało się apogeum.
Zaorawszy Ziemię w górę iw dół swoją grawitacją, Księżyc zaczął się oddalać od Ziemi. Wraz z cofaniem się Księżyca aktywność geologiczna stopniowo malała, wulkany ograniczały emisje do atmosfery i stopniowo zaczęła się stabilizacja. Dopiero po 20 tysiącach lat, wskazanym w harmonogramie Alvareza, Księżyc oddalił się na odległość wystarczającą do zatrzymania aktywności wulkanicznej. Co więcej, Księżyc już się odsunął bez takich katastrofalnych konsekwencji.
Według dostępnych danych Księżyc cofa się do dziś. Proces pomiaru odległości do Księżyca jest bardzo skomplikowany. Wraz z pojawieniem się instrumentów, które pozwalają mierzyć odległość do Księżyca zarówno w perygeum, jak iw apogeum, zostanie wykryta odległość perygeum i podejście apogeum. Co wskaże na kontynuację zaokrąglania orbity Księżyca.
Wasilij Minkovsky
