Являются ли кометы и астероиды периодическими, и должны ли мы?
«Биологическое разнообразие беспорядочно. Ходит, ползает, плавает, летает, жужжит. Но вымирание молчит, и у него нет голоса, кроме нашего собственного».
- Пол Хокен
В то время как очень многие люди спорят о том, как и закончится ли человеческая раса, нет никаких сомнений в том, что основная причина и катализатор последнего крупного вымирания здесь, на Земле: массивное, большое тело из внешнего космическое столкновение с Землей. Около 65 миллионов лет назад астероид диаметром около 5-10 километров врезался в то место, где сейчас находится Мексиканский залив, уничтожив примерно 30-50% видов в нашем мире и положив конец эпохе динозавров. Готовимся ли мы к еще одному подобному событию в ближайшем будущем? Читатель Дэвид Бертоне хочет знать:
У меня к вам вопрос относительно [этой статьи, которую я читал] о том, как диск нашей галактики смещает кометы в облаке Оорта каждые 26-30 миллионов лет, вызывая периодические вымирания и бомбардировки комет на Земле… задавался вопросом, подвергаемся ли мы какой-либо опасности того, что это произойдет при нашей жизни, и заслуживает ли доверия сама теория?
Честно говоря, всегда есть опасность массового вымирания, но ключ в том, чтобы точно определить эту опасность.
Угроза вымирания в нашей Солнечной системе - из-за космической бомбардировки - обычно исходит из двух источников: пояса астероидов между Марсом и Юпитером, а также пояса Койпера и облака Оорта за пределами орбиты Нептуна. Что касается пояса астероидов, предполагаемого (но не точного) происхождения убийцы динозавров, наши шансы попасть под удар крупного объекта значительно уменьшаются с течением времени. Для этого есть веская причина: количество материала между Марсом и Юпитером со временем истощается, а механизма для его пополнения нет. Мы можем понять это, взглянув на несколько вещей: молодые Солнечные системы, ранние модели нашей собственной Солнечной системы и большинство безвоздушных миров без особо активной геологии: Луна, Меркурий и большинство спутников Юпитера и Сатурна.
Мы можем увидеть, например, историю образования кратеров на Луне, взглянув на нее. Там, где находятся лунные нагорья - светлые пятна - , мы можем увидеть давнюю историю тяжелых кратеров, восходящую к самым ранним дням в Солнечной системе: более 4 миллиардов лет назад. Есть очень много больших кратеров с меньшими и меньшими кратерами внутри: свидетельство того, что на раннем этапе был невероятно высокий уровень ударной активности. Однако, если вы посмотрите на темные области (лунные моря), вы увидите гораздо меньше кратеров внутри. Радиометрическое датирование показывает, что большинство из этих областей находятся между 3 и 3.5 миллиардов лет, и даже это достаточно отличается, потому что количество кратеров намного меньше. Самым молодым регионам, найденным в Oceanus Procellarum (крупнейшей кобыле на Луне), всего 1,2 миллиарда лет, и они меньше всего покрыты кратерами.
Все это означает, что пояс астероидов со временем становится все более и более редким. Можно утверждать, что мы еще не достигли его (хотя, возможно, достигли), но в какой-то момент в течение следующих нескольких миллиардов лет Земля должна испытать свой самый последний удар крупного астероида, и, если в мире все еще есть жизнь, последний событие массового вымирания, возникшее в результате такой катастрофы.
Но облако Оорта и пояс Койпера - это разные истории.
За пределами Нептуна во внешней части Солнечной системы существует огромный катастрофический потенциал. Сотни тысяч - , если не миллионы - больших кусков льда и горных пород ждут на разреженной орбите вокруг нашего Солнца, где проходящая масса (которая может быть Нептуном, другим объектом пояса Койпера/облака Оорта или другой Солнечной системой) возможность гравитационного разрушения. Разрушение может иметь множество последствий, но один из них - швырнуть его во внутреннюю часть Солнечной системы, куда он может прибыть в виде сверкающей кометы, но где он также может столкнуться с нашим миром, что приведет к катастрофе.
Взаимодействия с Нептуном или другими объектами в поясе Койпера/облаке Оорта случайны и не зависят от чего-либо еще, происходящего в нашей галактике, но возможно, что прохождение через богатый звездами регион - такой как галактический диск или один из наших спиральных рукавов - могут повысить вероятность кометного шторма и вероятность удара кометы по Земле. В недавней статье American Scientist, которую Дэвид спрашивает, утверждается, что существует «периодический» образец вымирания на Земле примерно 26-30 миллионов лет, который примерно коррелирует с периодом в 28-32 миллиона лет, когда Солнечная система проходит через Млечный Путь. галактический самолет! Совпадение или это может быть причиной вымирания?
Ответ можно найти в данных. Мы можем посмотреть на основные события вымирания на Земле, о чем свидетельствует летопись окаменелостей. Подсчитав количество родов (на один шаг более общий, чем «вид» в том, как мы классифицируем живые существа; для людей «человек» в homo sapiens является нашим родом) в любой момент времени, мы можем сделать то, что можно сделать, вернувшись в прошлое более чем 500 миллионов лет (благодаря осадочным породам) мы можем видеть, сколько процентов существовало и вымерло в любой заданный интервал времени.
Затем мы можем искать закономерности в этих событиях исчезновения. Самый простой способ сделать это в количественном отношении - провести преобразование Фурье этих циклов и посмотреть, где (если вообще где-либо) появляются паттерны. Если бы мы наблюдали события массового вымирания, например, каждые 100 миллионов лет, когда число родов с точно таким же периодом каждый раз резко падало, то преобразование Фурье показало бы огромный всплеск с частотой 1/(100 миллионов годы). Не будем ходить вокруг да около: что показывают данные о вымирании?
Это показывает относительно слабые доказательства всплеска с частотой 140 миллионов лет и другого всплеска с частотой 62 миллиона лет. Эти шипы кажутся огромными, но это только по сравнению с другими шипами, которые совершенно незначительны. Во временном интервале всего около 500 миллионов лет вы можете уместить только три возможных массовых вымирания за 140 миллионов лет и только около 8 возможных событий за 62 миллиона лет. (Мы не видим так много; если и существует подобная периодичность, то не каждый раз.) Но, как вы можете ясно видеть, нет никаких доказательств периодичности этих вымираний в 26-30 миллионов лет; на этих частотах нет даже предполагаемого удара. Еще хуже то, что из всех столкновений, происходящих на Земле, менее четверти исходит от облака Оорта! Есть старая поговорка, что «необычные заявления требуют экстраординарных доказательств», но Кристофер Хитченс перевернул сценарий, посмотрев на это с обратной точки зрения:
«То, что можно утверждать без доказательств, можно отвергнуть без доказательств».
И я рад сообщить, что, оглядываясь назад на этот последний проход через галактическую плоскость, нет никаких причин подозревать какое-либо увеличение частоты катастрофических событий. Мы все еще можем получить его, но шансы, что Вселенная придет нас убить, кажутся ниже, чем когда-либо.
Задавайте свои вопросы и предложения для следующего Спросите Итана здесь!
Оставляйте свои комментарии на нашем форуме и ознакомьтесь с нашей первой книгой: Beyond The Galaxy, доступной уже сейчас, а также с нашей богатой наградами кампанией Patreon!