Ученые: Астероидный звездопад бомбардировал Землю миллиард лет

"Бомбардировка" Земли крупными астероидами и кометами началась примерно 4,1 миллиарда лет назад и завершилась 3,2 миллиарда лет назад, в конце архейской эры - примерно на 600 миллионов лет позже, чем считалось ранее.

Сегодня большинство геологов и планетологов полагают, что Земля и другие планеты Солнечной системы пережили в своей истории период так называемой "поздней тяжелой бомбардировки" - падения множества крупных астероидов или комет на поверхность спустя некоторое время после формирования планет.

Считается, что этот период начался примерно 4,1 миллиарда лет и завершился через 300 миллионов лет. Тем не менее, ученые пока не пришли к единому мнению по времени завершения бомбардировки.

Вещие сферулы

Брэндон Джонсон и его коллега Джей Мелош из университета Пардью в городе Уэст-Лафайетт (США) обнаружила свидетельства астероидной бомбардировки, изучая отложения архейской эры, сохранившиеся на Земле.

Как объясняют геологи, на нашей планете сохранилось крайне мало отложений этой эпохи из-за их древности - большинство осадочных пород того времени были разрушены ветром, водой или геологической активностью.

Тем не менее, за последние годы ученые обнаружили 14 пластов пород архейской эры, в которых сохранились следы от падения крупных небесных тел - толстые или тонкие слои из так называемых сферул.

Они представляют собой микроскопические полые шарики из застывших пород, расплавившихся и испарившихся при столкновении метеорита с поверхностью планеты. Большинство из них сформировалось примерно 2,8-3,2 миллиарда лет назад, в середине и конце архея.

Джонсон и Мелош разработали методику, которая позволяет оценить размеры небесного тела по структуре самих шариков и по толщине слоя, в котором они встречаются. Они использовали ее для вычисления размеров и скорости падения астероидов, породивших слои сферул в отложениях архея.

По расчетам ученых, некоторые из этих небесных тел были значительно крупнее, чем астероид, породивший кратер Чиксулуб в Мексике и уничтоживший динозавров примерно 65,5 миллионов лет назад.

Как отмечают ученые, самые крупные астероиды достигали диаметра 40-70 километров, и большинство из них было сопоставимо с "убийцей" динозавров, диаметр которого приближался к 10-15 километрам.

Другие характеристики - скорость падения и частота таких катаклизмов - совпадают с теми, которые должны быть характерны для периода астероидной "бомбардировки" Земли. Это свидетельствует о том, что "поздняя тяжелая бомбардировка" завершилась как минимум на 600 миллионов лет позже, чем считалось ранее.

Теория и практика

Вторая группа ученых под руководством Уильяма Боттке из Института изучения Луны НАСА в городе Боулдер (США) разработала теорию, которая объясняет неожиданное "продление" астероидной бомбардировки взаимодействием Юпитера, Сатурна и пояса астероидов.

В своей работе Боттке и его коллеги интегрировали новые данные в наиболее общепринятую теорию "поздней тяжелой бомбардировки" - так называемую Ниццскую модель. В ней главным спусковым механизмом и двигателем этого катаклизма выступает изменение орбит Юпитера и Сатурна, затянувшееся на несколько сотен миллионов лет.

Движение планет-гигантов вызывало возмущения в близлежащем поясе астероидов, "сбив" с места множество крупных астероидов и направив их на "рандеву" с Землей, Луной и другими планетами. В классической модели число крупных астероидов, изгнанных с своих орбит, должно сойти на нет через 200 миллионов лет, чего недостаточно для объяснения результатов первой группы планетологов.

Исследователи добились "продолжения" бомбардировки до нужного времени, расширив границы пояса астероидов до орбиты современного Марса. По их словам, это вполне допустимо с точки зрения современных моделей формирования Солнечной системы.

Компьютерное моделирование показало, что бомбардировка продолжалась в таких условиях чуть больше 800 миллионов лет и завершилась 3,2 миллиарда лет назад. За это время на виртуальной "Земле" и "Луне" успело возникнуть около 70 кратеров, сопоставимых по размеру с Чиксулубом. Это хорошо согласуется с данными, которые получили Джонсон и Мелош.

"Было бы интересным узнать, влияли ли эти колоссальные катастрофы на то, как эволюционировали ранние формы жизни на нашей планете", - заключает Боттке.