Было время, когда у Земли могло быть собственное планетарное кольцо, как сегодня у Сатурна.
Гипотетическое кольцо просуществовало с космической точки зрения недолго: всего несколько десятков миллионов лет. Но этого было достаточно, чтобы оставить неизгладимый отпечаток в геологической летописи Земли, согласно исследованию, проведенному планетологом Энди Томкинсом из Университета Монаша в Австралии.
Томкинс и его команда реконструировали необычное увеличение количества падений метеоритов, известное как «ордовикский ударный максимум», и определили, что кольцо, медленно распадающееся на орбите Земли, может быть правдоподобным объяснением этой аномалии.
«Мне нравится думать о том, как выглядела бы Земля с кольцом вокруг нее, — рассказал Томкинс журналу ScienceAlert, — совсем иначе, чем сегодня».
Это замечательная работа, которая, при условии дальнейшего анализа, может помочь объяснить другие аспекты истории Земли.
«В течение миллионов лет материал из этого кольца постепенно падал на Землю, что привело к увеличению количества метеоритов, наблюдаемых в отложениях», — говорит Томкинс. «Мы также заметили, что слои осадочных пород этого периода содержат необычайное количество остатков метеоритов».
Считается, что кольца довольно распространены в Солнечной системе. У всех четырех планет-гигантов кольца в наличии, есть свидетельства того, что они были и у Марса. Возникает вопрос: могла ли Земля иметь кольцо в какой-то момент своего прошлого?
Вряд ли мы обнаружим его следы в космосе, если оно когда-либо существовало; но есть закономерность – в ордовикском периоде, почти 500 миллионов лет назад, количество ударов метеоритов внезапно увеличилось, и продолжалось это примерно 40 миллионов лет. За это время образовалось множество кратеров, расположенных очень близко друг к другу.
Такое «бутылочное горлышко» наблюдается не только во времени, но и на определенной территории. Томкинс и его команда проанализировали 21 кратер, возникший во время «ордовикского ударного максимума», и обнаружили, что все они находились в пределах 30 градусов широты от экватора. Это не было сразу очевидно, потому что во время ордовика все континенты Земли были частью суперконтинента под названием Гондвана, который с тех пор фрагментировался и распался.
Группировка кратеров может показаться любопытной, но она еще более странная. Судя по всему, бомбардировке подверглось только 30 процентов территории суши, и все это в экваториальном регионе. Итак, хотя метеориты встречались гораздо чаще, чем мы видим сегодня, эти специфические удары ограничивались небольшим участком земного шара... почти как если бы куча камней падала с узкой ленты камней, окружающей экваториальную часть Земли.
И, по мнению Томкинса и его коллег, возможно, именно так и было.
Их анализ показывает, что около 466 миллионов лет назад некий астероид был захвачен гравитационным полем Земли. Он пролетел недостаточно близко, чтобы упасть, но достаточно близко, чтобы его разорвали приливные силы при пересечении границы, известной как предел Роша.
Для слабо связанного астероида предел Роша составляет около 15 800 километров. Эта высота ниже, чем у некоторых спутников, — диапазон высот, на котором остатки выпотрошенного астероида могут вращаться вокруг Земли по относительно стабильной орбите, распадаясь со временем.
Это согласуется с тем, что мы наблюдаем в других частях Солнечной системы. Кольца Сатурна тоже временные и падают на планету с довольно высокой скоростью. И мы видели, как комета Шумейкера-Леви 9 врезалась в Юпитер в 1994 году, но не раньше, чем гравитация планеты разорвала ее на части, создав поле обломков, которое окружало планету в течение многих лет. Поэтому кажется весьма правдоподобным, что Земля разрушила, а затем постепенно поглотила астероид.
Накопление свидетельств ударов является тому подтверждением. В осадочных породах также имеется много метеоритного материала, накопившегося в то же время и в тот же период. Обе подсказки могут быть связаны с одним и тем же астероидом.
И может быть еще одна подсказка. К концу ордовика, около 445 миллионов лет назад, Земля вступила в мега-ледниковый период, самый холодный за последние 500 миллионов лет. Кольцо вокруг Земли могло усугубить ситуацию, отбрасывая тень на поверхность. Но на данный момент это довольно спекулятивная гипотеза, которая требует дополнительного изучения.
«Следующим этапом исследований должно стать компьютерное моделирование. Мы уже работаем, но я надеюсь, что другие учёные будут заинтересованы попробовать это», — сказал Томкинс.
Эта модель воссоздаст фрагментацию астероида и формирование кольца из его останков с последующей эволюцией кольца с течением времени. Это позволило бы выявить структуру и форму кольца, а также то, могло ли оно отбрасывать большую тень на земную поверхность. Затем эти данные следует передать ученым-климатологам, чтобы увидеть, какими могут быть последствия.
А эти последствия весьма интересны не только для понимания нашего собственного мира, но и для климатических вмешательств.
«Еще одно событие, которое происходило в то время, — это Великое ордовикское биоразнообразие (быстрая эволюция различных организмов): стремительное изменение климата создает проблемы для жизни и необходимость развития. Так что, если кольцо вызвало изменение климата (а сейчас это очень важно), оно также могло способствовать быстрой эволюции», — считает Томкинс.
«Интересная концепция заключается в том, что это будет способ терраформировать чрезмерно горячую планету. «Например, если бы мы перенаправили большой астероид на орбиту вокруг Венеры с его разрушением на фрагменты, охлаждение вызвало бы частичное осаждение атмосферы и, возможно, весьма значительное охлаждение поверхности».
Конечно, мы, вероятно, не собираемся терраформировать Венеру в ближайшем будущем, но разве не забавно представить, что мы могли бы это сделать в реальности?
Исследование было опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.
