Historien om vores planet er fuld af vanskelige at forklare begivenheder og katastrofer, herunder:
1) Gåten om udseendet af Jordens satellit - Månen;
2) Årsagen til dinosaurernes død.
Denne hypotese forener disse to begivenheder i en enkelt linje af årsag-og-virkning-forhold.
1. Iridium-anomali
Den vigtigste hypotese om udryddelse af dinosaurer er konsekvenshypotesen fra Louis og Walter Alvarez, hvilket antyder, at dinosaurer er død som følge af konsekvenserne af et asteroidefald på Yucatan-halvøen i Mexico. Bekræftelse af Chiksulub-krateret og det forøgede indhold af iridium i laget ved kridt-paleogengrænsen. Hoppet i indholdet af iridium i jorden betragtes som det øjeblik, hvor asteroiden faldt, og begyndelsen på en storskala katastrofe.
Kemisk analyse af jorden i lerlaget ved Kridt-Paleogen-grænsen viste et overskud af det gennemsnitlige iridiumindhold med 10-30 gange. Og nogle steder på Jorden har overskuddet endnu større værdier.
Salgsfremmende video:
I henhold til den tidsplan, der er udarbejdet af Alvarez-gruppen, spores øjeblikket for begyndelsen af katastrofen tydeligt. Der ses en skarp, pludselig stigning i ophobningen af iridium i laget (fig. 1).
Figur: 1. Graf udarbejdet af Alvarez 'gruppe.
Lad os være opmærksomme på mængden af iridium, der kommer ind i jorden. Det kan ses, indtil slutningen af kridttiden, op til grænsen for 65 millioner år siden, mængden af iridium, der kom ind i jorden, var ensartet (fig. 2).
Fig. Iridiumhastighed, der kommer ind i jorden.
Derefter var der på et tidspunkt et skarpt spring i mængden af iridium i jorden, dens indtag steg øjeblikkeligt med 10 gange (fig. 3).
Fig. Forøget iridiumindtag.
Dette antyder, at der er sket en begivenhed, der har ført til en kraftig stigning i udbuddet af iridium. Begivenheden havde en planetarisk skala, da en stigning i iridium i denne periode findes overalt på planeten.
Endvidere er en meget interessant funktion synlig - efter en kraftig stigning i mængden af iridium fortsætter perioden med dets maksimale indtag og varer 5 tusinde år. Derefter er der over 15 tusind år et gradvist fald i udbuddet af iridium. Og kun 20 tusind år efter begyndelsen af en eller anden begivenhed vendte mængden af iridium ind i jorden tilbage til dens normale værdi (fig. 4).
Fig. 4 Glat fald i iridiumforsyning over 15 tusind år.
Overskuddet af iridiumindtagelse stoppede ikke efter en kraftig stigning, selvom over en relativt kort periode på år eller århundreder. Og han fortsatte med at gøre det i titusinder af år. Spørgsmålet opstår - kunne støvet fra asteroidens fald nøjes med så længe? Så mange som 20 tusinde år! Og størrelserne på asteroiden, 10 km i diameter, og Jorden, 12.742 km i diameter, er ikke sammenlignelige. Det maksimale, som en sådan asteroide er i stand til, er regional atmosfærisk forurening, jordskælv og tsunamier. Ingen enkelt punktkilde kunne have resulteret i en så stor og jævn fordeling af iridium over hele planeten. Desuden viste det sig, at iridium kan være af jordisk oprindelse. Undersøgelser af udstødningsprodukterne fra vulkan Kilauea, der ligger på Hawaiiøerne, har vist en usædvanlig høj koncentration af iridium. Desuden blev det bevistat iridium ikke kom fra lavudbruddet, men gik ud med vulkansk aske og gasser ud i atmosfæren, hvilket sikrede dens omfattende spredning. Det viste sig, at denne vulkan giver mere iridium end meteoritter.
Dinosaurers død af øget vulkansk aktivitet er den anden hypotese sammen med virkningen. For mellem 60 og 68 millioner år siden fandt en massiv udstrømning af magma fra fejl i jorden sted på det indiske subkontinent, hvilket fremgår af fælderne på Deccan-platået i Indien. Men årsagen til den omfattende vulkanaktivitet på planeten er stadig uklar.
Et enkelt skelet er interessant til at identificere en art, men kan ikke afsløre årsagen til udryddelsen af hele arten. Opdagelsen af "dinosauriske kirkegårde", hvor de knækkede knogler af både planteædende og kødædende dinosaurier er blandet sammen, antyder, at der opstod en begivenhed, der bragte dinosaurier af forskellige arter sammen ét sted, hvorfra de ikke kunne komme ud. Dinosaurer kvaltes ikke af aske eller sultede ihjel, men døde af ekstern fysisk påvirkning, uanset deres type og størrelse. Opdagelsen af massegrave af dinosaurer på alle kontinenter taler om globale begivenheder, der fandt sted overalt med samme intensitet og fejet over planeten mange gange. Dette var ikke en enkelt asteroidpåvirkning eller et regionalt udbrud af en gruppe vulkaner. Begivenheden havde en planetarisk, årtusind-lang, katastrofal skala.
Alt det ovenstående antyder, at asteroidens fald ikke kunne forårsage geologiske processer på lang sigt. For en så massiv død af hele arter over hele planeten er en begivenhed nødvendig, som ikke er et punkt, lokalt, men lige så katastrofalt for hver del af planeten, for hvert hjørne. Og det vil ikke vare i år og århundreder, men i årtusinder. Som et resultat skiftede kontinenter, bjergene kollapsede, havbunden steg, og hav og oceaner oversvømmet deres kyster, begravede hele dinosaurierkolonier under dem og kastede store marine rovdyr på land. Efterlader kun en chance for overlevelse for små og kvikke dyr, der er i stand til at forlade et farligt sted i tide. Ikke en enkelt art, der vejer mere end 25 kg, overlevede katastrofen.
2. Månens oprindelse
Månen har været iøjnefaldende i årtusinder og har været genstand for undersøgelse. Men selv med så tæt opmærksomhed holder Månen fortsat mange hemmeligheder. Først og fremmest er dette spørgsmålet om månens oprindelse. Hvordan kunne en satellit, der er så stor sammenlignet med planeten, have dannet sig i så tæt afstand fra Jorden? Hvor har Earth-Moon-systemet så usædvanligt høj vinkelmoment?
Blandt de mange hypoteser om månens oprindelse betragtes hypotesen om en kollision af en proto-jord med et himmellegeme som den vigtigste. Som et resultat af kollisionen blev månen dannet af det udsatte stof. En anden hypotese er hypotesen om indfangningen af den forbipasserende måne.
Hver hypotese har sine egne overvejelser, både "for" og "imod".
Den største ulempe ved fangsthypotesen betragtes som en næsten cirkulær bane af Månen, som udelukkes, når et legeme, der flyver forbi, er fanget. I dette tilfælde skal Månens bane være i form af en stærkt langstrakt ellipsoid med en stor excentricitet. Manglende evne til at løse problemet med at afrunde Månens bane fejer til side den efter min mening den mest troværdige hypotese om udseendet af en satellit nær Jorden.
Indfangningshypotesen skal besvare flere centrale spørgsmål:
1. Månens fødested.
2. Årsagen til de-bane.
3. Indfangningsmekanismen.
4. Mekanisme til afrunding af en ellipsoid bane.
I søgningen efter det formodede sted for dannelsen af Månen og studiet af planetenes sammensætning findes et klart mønster - planeten tættest på Solen har den største kerne i forhold til planetens masse (fig. 5).
Fig. 5 Forholdet mellem masserne af kerner og masserne på planeterne.
I en række landlige planeter, i forhold til forholdet mellem kernens masse og planetens masse, bliver Månen med sine 2% langt ud over Mars. Viser os området for solsystemet blandt gigantkæmperne, hvor vi kan se efter stedet for dannelsen af månen.
Den næste parameter - densitet, viser, at Månens sted med en densitet på 3,3 g / cm³ igen er bag Mars.
Det giver ingen mening at sætte Månen i en række gasgigantplaneter, disse er genstande af en helt anden type og vægtkategori. Men med satellitterne på nogle af disse planeter kan vi sammenligne. Lad os være opmærksomme på de galileiske måner fra Jupiter, der mest svarer til månen i størrelse og densitet. Tætheden af de indre galileiske måner i Io og Europa er stor nok til at svare til månetætheden. Men tilstedeværelsen af atmosfærer og vulkansk aktivitet i dem, i modsætning til det næsten fuldstændige fravær af en atmosfære og fraværet af spor af vulkanisme på Månen, viser, at Månen ikke kunne være så tæt på Jupiter. De to fjerne satellitter Ganymedes og Callisto har en tæthed på kun henholdsvis 1,9 og 1,8 g / cm³, hvilket er væsentligt mindre end månens. Men månens lighed med Callisto antyder, at Månen blev dannet et sted i nærheden.
Hvis man ser på de galileiske satelliters orbitalposition, findes der mellem Ganymede og Callisto en tom bane med en manglende satellit (fig. 6).
Figur: 6. Afstande mellem satellitter (tusinde km).
Månens densitet, beregnet på grundlag af masse og volumen, er i øjeblikket meget højere end Ganymede og Callisto. Nedenfor vises, hvordan Månen, der tidligere havde en lavere tæthed, opnåede yderligere masse, hvilket resulterede i, at dens beregnede tæthed steg til sin nuværende værdi.
Når vi har bestemt det mulige sted for dannelsen af Månen, vil vi forsøge at finde ud af årsagen til Månens afgang fra denne bane.
Solsystemet er fyldt med asteroider og kometer, hvor sporene efter faldet ses på overfladen af alle kroppe i solsystemet. Selv på Jorden er der mange slagkratre dannet af asteroide påvirkninger i forskellige perioder af Jordens historie. Vi er mere interesseret i kæderne af lignende kratre placeret i en række, der findes på overfladen af nogle himmellegemer.
Indtil for nylig var mekanismen til dannelse af sådanne kæder ukendt. Efter komet Shoemaker Levy 9's fald på Jupiter i 1994 blev kraterkædenes mysterium afsløret. Det viste sig, at planeten kan bryde en asteroide fra hinanden, der nærmet sig planeten tættere på Roche-grænsen.
Fig. 7 Comet Shoemaker-Levy-9.
Desuden kan denne kæde af asteroider optages af selve planeten, som det skete med komet Shoemaker-Levy, eller den kan falde ind i en af planetens satellitter og efterlade en imponerende kæde af kratere på dens overflade. Bekræftelse af, at revne kometer og asteroider falder i Jupiters egne måner, er Enki-kraterkæden på overfladen af Ganymede (fig. 8).
Figur: 8. Enki-kraterkæde på overfladen af Ganymede.
Lignende kæder af kratere findes på andre måner fra Jupiter.
Små asteroider udgør ikke en trussel mod satellitter og forårsager dem ikke meget skade, hvilket kun efterlader kæder af kratre som en påmindelse om deres eksistens. Men hvad sker der, hvis en metalsteroid, der er 500 km i diameter, nærmer sig Jupiter? Tidevandskræfter inden for Roche-grænsen vil rive den i flere ret store stykker, som hver er klar til at ødelægge enhver naturlig satellit af Jupiter, der kom i vejen. Hvis vi tilføjer enorm hastighed til disse dele, som er 200-300 km over (Shoemaker-Levy-9-kometen styrtede ned i Jupiter med en hastighed på 64 km / s), får vi en række dødbringende projektiler, der kan slå enhver satellit af Jupiter ud fra kredsløb.
Blandt kæderne af kratere, der er kendt for os, ser vi en række på snesevis af små kratere som bevis for opløsning af et stenlegeme i snesevis af mindre. Men hvis det ikke var en stensteroid, der blev revet fra hinanden, men et metal kun i nogle få meget store dele, så giver det ingen mening at kigge efter en lang kæde med kratre. Vi vil kun se et par enorme kratre, der er stående op ad række.
På jagt efter et svar på spørgsmålet om, hvorfor Månen forlod bane, lad os se på overfladen på Månen. Selv med det blotte øje er spor af disse gamle begivenheder synlige fra Jorden.
På et udvidet kort over månen ser vi tydeligt fire kratre, der udgør en enkelt kæde. Stigende - Goddard-krateret (1), Havet af kriser (2), Sea of Clarity (3) og Sea of Rains (4) (fig. 9).
Fig. 9 Goddard krater (1), Sea of Crises (2), Sea of Clarity (3) og Sea of Rains (4).
Ensartetheden af overfladen inde i kraterne viser, at energien fra de faldne kroppe var den samme og så høj, at de kroppe, der trængte ind i månens tykkelse, smeltede den indre struktur, hvis spild vi ser omkring disse kraterne. Tilstedeværelsen af magnetiske og gravitationsanomalier i området med kratere indikerer den metalliske sammensætning af asteroiderne (fig. 10).
Fig. 10 Sted for tyngdekraftsanomalier.
Metallegemer fanget i den oprindeligt lyse måne, som havde Ganymedes og Callistos tæthed, forøgede dens masse. Således steg månens estimerede tæthed, som blev højere end tætheden af satellitter, ved siden af hvilken månen blev dannet.
En kæde med dødbringende skaller fra den revne gigantiske asteroide, der er foret i række, titusinder af kilometer lang og skyndte sig hen over månen. Små asteroider fløj foran, og de største kroppe lukkede kæden. Energien fra hver af de metalliske asteroider var skræmmende, de fløj med en hastighed på ca. 70 km / sek.
Den første klokke ringede for Månen, da den blev ramt af hovedet, den mindste asteroide, der skabte kretsen Goddard. Det stak ind i Månens krop og pressede en strøm af smeltet sten på overfladen, der dannede Edgehavet. Den anden, lidt større asteroide med et episenter i krisesæet (2), dannede Slangenes Hav, Bølgebadet, Skumhavet og Smithhavet.
Fig. 11 Goddard krater (1), Sea of Crises (2).
Den tredje asteroide, som gennembrudt flere titusiske kilometer dybt ned i Månens krop, var så kraftig, at den ændrede Månens bane. Epicentret af slaget faldt i Sea of Clarity (3). Flydende sten oversvømte månens overflade og skabte strukturer såsom roenhavet, sværhedsbugten, nektarhavet og overflodhavet.
Men månen ventede på et virkelig uhyrligt slag, den største asteroide fra kæden, hvis diameter var tæt på 400 km, ramte den. Virkningen var så stærk, at Månen ikke længere kunne forblive i kredsløb. Vi ser stien fra den gigantiske asteroide, der sidder fast i Månen som regnhavet, og den spildte lava spildte ud og dannede Stormenes Hav og et dusin hav.
Fig. 12 En kæde af kratere, der bankede månen ud af kredsløb.
Metalstersteroider rammer den lette, porøse måne som en svamp. Månens struktur slukkede de store hastigheder af asteroider uden brud og katastrofale følger. Al energien blev brugt på at opvarme den indre struktur i Månen, der spildte ud på overfladen i form af hav og have.
Månen blev slået ud af kredsløb og skyndte sig langs en kurve ind i de indre områder af solsystemet.
Under hensyntagen til stigningen i tyngdekraften, når man bevægede sig dybere ind i solsystemet, steg Månens oprindelige orbitalhastighed 8-10 km / s, og da den nåede Jordens bane, var den lig med Jordens orbitalhastighed på 30 km / s, hvilket tog 2,5-3 år (fig. 13).
Fig. 13 Afgang af månen fra bane.
Når man nærmer sig jorden tangentielt, blev månen fanget af jordens tyngdekraft, og den gik ind i en langstrakt elliptisk bane, der lå i det ekliptiske plan med en hældning på kun 5 °. Dette er grunden til Månens bane ikke ligger i planet for Jordens ækvator.
Fra dette øjeblik, der skete for 65 millioner år siden, begynder dinosaurernes uundgåelige skæbne.
3. Dinosaurers død
Månen slap mirakuløst fra en kollision med Jorden og flyvede i en minimal afstand fra vores planet. Fra Jorden var det muligt at se, hvordan Månen, der ser ud af intetsteds, hurtigt lukker himmelbunden, fejer over overfladen og lige så hurtigt går væk. Men Månen kunne ikke længere undslippe fra jordens tyngdekraft og fortsatte med at dreje rundt om Jorden i en meget langstrakt elliptisk bane.
Månen nærmet sig Jorden, strygede kontinenter og hav med dens tyngdekraft og løftede bølger af jordskorpen. Månens tyngdekraft har udløst vulkansk aktivitet over hele planeten. Smeltet magma hældes gennem de nyere grønne skove og sletter. Vulkanaske dækkede hele Jorden, ødelagde vegetation og kastede det iridium, der blev fundet af Alvarez-gruppen. Nogle grunde steg op, andre sank til havbunden. De stærkeste jordskælv forekom med regelmæssigheden af moderne ebber og strømme. Havets kemiske sammensætning har ændret sig dramatisk og dræbt et stort antal havdyr. Månens tyngdekraft førte til kontinental drift og kontinental forskydning, hvilket ændrede planets overflade.
Hav og oceaner oversvømmet deres bredder og skabte mudderstrømme og begravede hele dinosaurier. Små kvikke dyr kunne kun flygte i tide ved at flytte til en bakke. På jagt efter redning kramede dinosaurier sig i grupper, uanset art og størrelse. Men den nådeløse Måne fangede de migrerende flokke af dinosaurer overraskende og dækkede dem med mudder af mudder og sten og begravede dem i live. Dinosaurerne blev vasket væk i vandløb i en bunke, de foldede i unaturlige positioner, blev dækket med flydende mudder og blev konserveret. Integriteten af mange skeletter antyder, at dinosaurier ikke forblev i det fri efter døden og ikke faldt byttedyr for skurfugle.
4. Afrunding af månens bane
Alle satellitter i synkron bane er i tidevandsindfangning af planetens tyngdekraft. Enhver satellit, uanset størrelse, har en intern inhomogenitet, på grund af hvilken planetens tyngdekraft holder satellitten mod planeten med en bestemt side, hvilket forhindrer satellitten i at dreje rundt om sin akse. Alle satellitforsøg på at rotere rundt om aksen stoppes af planetens tyngdekraft og fører kun til satellitens sving, frigørelse. Planetens tyngdekraft fører satellitten tilbage til sin oprindelige position. Hvis planetens tyngdekraft ikke vendte satellitten med en bestemt side mod sig selv, ville enhver afvigelse af satellitens bane fra den perfekt runde form føre til den aksiale rotation af satellitten i forhold til planeten. Men i naturen er der ingen perfekt runde kredsløb. Omkring den moderne månes bane er som vi ved, elliptisk. derforhvis Jorden ikke vendte Månen i det rigtige øjeblik med en bestemt side for sig selv, så ville vi se Månen fra alle sider, ville den glat rotere rundt om sin akse. Jordens tyngdekraft korrigerer konstant Månens position, hvilket fører til deceleration af Månens aksiale rotation. En sådan hæmning fører til en omfordeling af kræfter. Månens treghetsmoment (aksial rotation) går ind i træghetsmomentet af Moon-Earth-systemet, hvilket forårsager en forskydning af Månens bane i form af en præcession.forårsager en forskydning af Månens bane i form af en præcession.forårsager en forskydning af Månens bane i form af en præcession.
Det samme sker med Merkur. Kviksølv synkroniserer sin aksiale rotation kun med orbitalen ved perihelion. Efterladt perihelion bevæger Merkur sig væk fra solen i en afstand, hvor tidevandskræfterne til indfangning ophører med at handle, og Merkur får rotationsfriheden omkring aksen. Ved den næste tilgang til perihelion vender Mercury sig til Solen med den anden side, men ikke nøjagtigt langs tidevandsfangens akse. Han har ikke tid til kun at gennemføre en revolution med nogle få grader, og soltyngdekraften korrigerer Merkurius position ved at vri den. Tilsætningen af energi til den aksiale rotation af Merkur fører til overgangen af overskydende energi fra øjeblikket af inerti af Merkur til øjeblikket af inerti i Sun-Mercury-systemet. Som et resultat skifter bane af Merkur, og vi observerer den velkendte præcession.
Da Månen var i kredsløb med Jupiters satellit, var dens aksiale rotation synkron med orbitalen og var lig med ca. 12 Jorddage (gennemsnittet mellem Ganymede og Callisto). Månen stod konstant mod Jupiter med den ene side. Efter Jorden blev fanget af Jorden, blev dens træghetsmoment bevaret, men den aksiale rotation svarede ikke til den orbitale revolution omkring Jorden. Månen bevægede sig i en stærkt langstrakt ellipsoid bane og vendte sig mod Jorden med den ene eller den anden side. Hele Månens bane, både ved perigee og apogee, var inden for tidevandsfange. Jordens tyngdekraft begyndte at bremse den aksiale rotation af Månen og overførte månets inerti-øjeblik til månets jordens inerti i Moon-Earth-systemet. Perigee begyndte at bevæge sig væk, apogien nærmet sig.
Efter at have pløjet Jorden op og ned med sin tyngdekraft, begyndte Månen at bevæge sig væk fra Jorden. Efter nedgangen i månen faldt den geologiske aktivitet gradvist, vulkanerne reducerede emissionerne i atmosfæren, og stabiliseringen begyndte gradvist. Først efter 20 tusind år, angivet i tidsplanen for Alvarez, flyttede Månen væk i en tilstrækkelig afstand til at stoppe vulkansk aktivitet. Endvidere flyttede Månen allerede væk uden sådanne katastrofale følger.
I henhold til tilgængelige data fortsætter Månens tilbagegang til i dag. Processen med at måle afstanden til Månen er meget kompliceret. Med ankomsten af instrumenter, der giver dig mulighed for at måle afstanden til månen både ved perigee og apogee, registreres perigee distance og apogee tilgang. Hvilket vil indikere fortsættelsen af afrundingen af Månens bane.
Vasily Minkovsky