Gwałtowna kolizja w głównym pasie asteroid mogła wywołać długotrwałą falę uderzeń w wewnętrznym Układzie Słonecznym około 800 milionów lat temu – wynika z badania prowadzonego przez Southwest Research Institute.

Naukowcy sugerują, że rozpad macierzystego obiektu, z którego powstała rodzina asteroid Eulalia, wysłał ogromne ilości gruzu w kierunku Ziemi, Księżyca i Marsa. Jeśli to powiązanie jest poprawne, zdarzenie mogło spowodować zmiany geologiczne na kilku światach, a nawet wpłynąć na klimat i biosferę Ziemi.

„Rola, jaką uderzenia odegrały w kształtowaniu pochodzenia i ewolucji życia w naszym Układzie Słonecznym, jest słabo poznana” – powiedział dr William Bottke, dyrektor wykonawczy w Dziale Badań Układu Słonecznego i Eksploracji SwRI w Boulder w Kolorado. Kieruje także Centrum Pochodzenia i Ewolucji Księżyca (CLOE), zespołem SwRI w ramach Wirtualnego Instytutu Badań Eksploracji Układu Słonecznego NASA, i jest głównym autorem artykułu opisującego te badania. „Silnie pokryta kraterami powierzchnia Księżyca przypomina o wielkich uderzeniach w przeszłości Ziemi, ale jak dotąd tylko uderzenie Chicxulub sprzed 66 milionów lat zostało silnie powiązane z konkretnym wpływem na życie, mianowicie masowym wymieraniem dinozaurów”.

Chicxulub to ogromny krater uderzeniowy pogrzebany pod meksykańskim półwyspem Jukatan. Uderzenie asteroidy, które go stworzyło, jest powszechnie kojarzone z wydarzeniem wymierania, które zniszczyło wszystkie nieptasie dinozaury i wiele innych gatunków.

Znacznie starsze kolizje są znacznie trudniejsze do odtworzenia. Dowody geologiczne z uderzeń starszych niż 650 milionów lat są skąpe, ponieważ powierzchnia Ziemi jest stale zmieniana i poddawana recyklingowi.

Wulkany tworzą nowe skały, tektonika płyt przekształca kontynenty i dna oceanów, a wietrzenie stopniowo niszczy odsłonięte krajobrazy. Razem te procesy zacierają lub grzebią wiele starożytnych kraterów uderzeniowych.

Aby zbadać te brakujące rozdziały historii Ziemi, naukowcy mogą badać deszcze asteroid, okresy, w których fragmenty z dużej kolizji wielokrotnie uderzają w planety i księżyce wewnętrznego Układu Słonecznego.

„Te rzadkie zdarzenia, wywołane przez duże, dobrze umiejscowione kolizje w głównym pasie asteroid, bombardują wszystkie światy wewnętrznego Układu Słonecznego” – powiedział Bottke. „Więc dowody zachowane na statycznej powierzchni Księżyca mogą być użyte do wnioskowania, co działo się na Ziemi i Marsie w starożytności”.

Księżyc przechowuje starożytny zapis uderzeń

W przeciwieństwie do Ziemi, Księżyc nie ma aktywnej tektoniki płyt, płynącej wody ani znaczącej atmosfery, która szybko zacierałaby stare kratery. Jego powierzchnia służy zatem jako znacznie pełniejsze archiwum starożytnych uderzeń.

Wcześniejsze badania sugerowały, że Księżyc doświadczył znacznego wzrostu dużych uderzeń około 800 milionów lat temu. Wniosek ten oparto na szacowanych wiekach głównych księżycowych kraterów oraz wieku szkła uderzeniowego zebranego podczas misji Apollo.

Szkło uderzeniowe powstaje, gdy kolizja generuje wystarczająco dużo ciepła, aby stopić skałę. Stopiony materiał stygnie w szkło, zachowując chemiczne i chronologiczne wskazówki, które naukowcy mogą wykorzystać do oszacowania, kiedy doszło do uderzenia.

Chociaż księżycowe dowody wskazywały na wzrost uderzeń, naukowcy wciąż musieli zidentyfikować realistyczne zdarzenie w pasie asteroid, które mogło je wywołać.

„Nasz zespół kosmicznych kryminalistyków użył modeli kolizyjnych i dynamicznych, aby powiązać je z powstaniem rodziny asteroid Eulalia, gdy prymitywny obiekt podobny do chondrytów węglowych zderzył się z innym obiektem” – powiedział Bottke. „Lokalizacja macierzystej asteroidy była kluczowa – rozpadła się na skraju grawitacyjnego rezonansu 3:1 z Jowiszem”.

Chondryty węglowe to prymitywne, bogate w węgiel meteoryty, które zawierają jedne z najstarszych materiałów uformowanych w Układzie Słonecznym. Mogą również zawierać minerały zawierające wodę i związki organiczne.

Region orbitalny opisany przez Bottkego nazywany jest rezonansem J3:1. W tej konfiguracji asteroida okrąża Słońce trzy razy podczas każdej pojedynczej orbity