Распад астероида 800 миллионов лет назад мог вызвать бомбардировку Земли и Марса

Исследование, проведенное под руководством Юго-Западного исследовательского института (SwRI), связало столкновение астероидов в главном поясе с бомбардировкой внутренней части Солнечной системы, которая могла иметь измеримые биологические и геологические последствия для Земли и Марса. Ученые предполагают, что распад родительского тела, образовавшего семейство астероидов Эвлалия, около 800 миллионов лет назад отправил огромное количество обломков к Земле, Луне и Марсу.

«Роль ударов в формировании происхождения и эволюции жизни в нашей Солнечной системе изучена плохо», — сказал доктор Уильям Боттке, исполнительный директор отдела исследования Солнечной системы SwRI в Боулдере, штат Колорадо, и ведущий автор статьи. «Сильно кратерированная поверхность Луны служит напоминанием о крупных ударах в прошлом Земли, но до сих пор только ударное событие Чиксулуб 66 миллионов лет назад было сильно связано с конкретным влиянием на жизнь, а именно с массовым вымиранием динозавров».

В отличие от Земли, на Луне нет активной тектоники плит, текучей воды или плотной атмосферы, которые могли бы быстро стереть древние кратеры. Предыдущие исследования показали, что Луна пережила значительное увеличение крупных ударов около 800 миллионов лет назад. Хотя лунные данные указывали на всплеск ударов, исследователям все еще нужно было идентифицировать реальное событие в поясе астероидов, которое могло его вызвать.

«Наша команда космических криминалистов использовала коллизионные и динамические модели, чтобы связать это с формированием семейства астероидов Эвлалия, когда примитивный углеродистый хондрит столкнулся с другим объектом», — сказал Боттке. «Ключевым моментом было расположение родительского астероида — он распался на гравитационном краю резонанса 3:1 с Юпитером».

Орбитальная область, описанная Боттке, называется резонансом J3:1. В этой конфигурации астероид совершает три оборота вокруг Солнца за каждый полный оборот Юпитера. Повторяющиеся гравитационные толчки от Юпитера могут постепенно дестабилизировать астероиды в этой области, действуя как путь побега из главного пояса астероидов.

Согласно моделированию, положение родительского тела Эвлалии сделало распад особенно значительным. Около половины фрагментов почти сразу вошли в резонанс J3:1, который затем рассеял эти обломки по внутренней части Солнечной системы. Бомбардировка не закончилась быстро: в течение следующих 100-150 миллионов лет еще 25% фрагментов постепенно переместились в резонанс благодаря эффекту Ярковского.

Моделирование показывает, что распад Эвлалии может правдоподобно объяснить увеличение количества лунных кратеров, датированных примерно 800 миллионами лет назад. Земля получила бы гораздо больше ударов, чем Луна: исследователи подсчитали, что на каждый крупный объект, ударивший Луну, около двадцати объектов аналогичного или большего размера врезались в Землю. Хотя большая часть физических свидетельств этих ударов исчезла с поверхности Земли, время бомбардировки совпадает с периодом широкомасштабного похолодания и серьезных биологических изменений.

«Учитывая, что пик этой бомбардировки совпадает с периодом широкомасштабного похолодания и серьезных сдвигов в нашей биосфере, возникает соблазн предположить, что первое вызвало второе», — сказал Боттке. «На Марсе эти удары вызвали бы значительные эпизоды сейсмических сотрясений и могут быть связаны по времени с всплеском вулканической активности. Вместе это демонстрирует, как определенные катастрофические столкновения в главном поясе могли иметь далеко идущие последствия для истории планет земной группы».