Эрик Асфог - Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба

Теперь из результатов компьютерного моделирования мы знаем, что железное ударяющее тело рассеялось бы при взрыве, так что в кратере мало что можно было бы обнаружить.

У меня хранятся несколько старых карт различных регионов Луны, оставшихся от естественно-научного семинара программы «Аполлон», проходившего в новом кампусе Калифорнийского университета в Санта-Крус в 1967 г. На картах имеются карандашные пометки, которые были сделаны в тот же период, – например, что цепочка кратеров, отходящая от 93-километрового кратера Коперник, представляет собой «зарождающиеся вулканы». Сегодня мы знаем, что они являются вторичными импактными кратерами, возникшими при падении фрагментов, изверженных из первичного кратера.

Первым и пока единственным геологом, шагнувшим на поверхность Луны, стал доктор Харрисон Шмитт с «Аполлона-17».

Идею о выживании слабейших в 1970-е и 1980-е гг. отстаивал Дональд Дэвис, астрогеофизик из обсерватории в Тусоне. Помимо прочего, он был соавтором идеи об образовании Луны в результате гигантского столкновения. (Не следует путать его с Доном Дэвисом, художником, чьи работы использованы в этой книге.) Реагируя на открытие мегакратеров на астероиде Матильда, Дэвис ссылался на деревянные ребра прочности в стенах глинобитных фортов Юго-Восточной Аризоны, как на пример того, как пористый астероид может противостоять фатальным на первый взгляд столкновениям. См.: E. Asphaug, «Survival of the Weakest,» Nature 402 (November 11, 1999): 127–28.

Margarita Marinova, Oded Aharonson, and Erik Asphaug, «Geophysical Consequences of Planetary-Scale Impacts into a Mars-Like Planet,» Icarus 211, no. 2 (2011): 960–85.

Gregor Golabek et al., «Coupling SPH and Thermochemical Models of Planets: Methodology and Example of a Mars-Sized Body,» Icarus 301 (2018): 235–46.

Радиолокатор с синтезированным раскрывом антенны создает волновое поле и использует направление движения космического аппарата, чтобы сконструировать «диафрагму», с помощью которой можно сфокусировать отраженные изображения. Да, это сложно, но это работает.

Первоначально его идеи высмеивали.

Цикл образования океанического бассейна, его закрытия и восстановления единства континента называется циклом Вилсона в честь канадского геофизика Джона Вилсона. Временной масштаб тут составляет от 200 до 300 млн лет, и это в несколько раз больше среднего возраста океанической коры.

Все это смесь теории и догадок, но она подкрепляется данными сейсмологии . Визуализация данных о скорости распространения сейсмических волн показывает: теплые (с низкой скоростью) материалы поднимаются под рифтами, подталкивая их вверх, а плотные (с высокой скоростью) мантийные струи погружаются с краями плит. Сейсмология использует данные, полученные во время землетрясений, чтобы создать отображение того, как быстро упругая энергия распространяется внутри различных слоев и регионов Земли. Через холодные твердые плиты и в твердом внутреннем ядре волны движутся быстрее, чем через частично расплавленную мантию или через жидкое внешнее ядро. В результате обработки огромного количества данных от множества станций получается трехмерная модель скорости распространения сейсмических волн. Так что вы можете «видеть» (хоть и очень нечетко) зоны с низкой скоростью, наполненные горячей кашицей из кристаллов, и быстрые зоны, соответствующие холодными, опускающимися вниз плитами. «Кладбище плит», оставшееся от древней тектоники, как предполагается, находится в низкоскоростной зоне сейсмических отражений на границе ядра и мантии.

Вариант творческого подхода к геологии катархея можно найти в статье M. Santosh, T. Arai, and S. Maruyama, «Hadean Earth and Primordial Continents: The Cradle of Prebiotic Life,» Geoscience Frontiers 8, no. 2 (2017): 309–27.

Чикшулуб образовался одновременно с Деканскими траппами, расположенными там, где сейчас находится Центральная Индия. Это большая магматическая провинция, которая также должна была очень значительно, но более постепенно изменять атмосферу из-за высвобождения больших объемов газов из мантии. Хотя судя по всему определенные экосистемы уже приходили в упадок, мел-палеогеновое вымирание было вызвано столкновением с астероидом.

Столкновение оказало особенно значительное влияние на биологию, потому что астероид попал в осадочные отложения, из которых в атмосферу высвободились значительные количества сульфатов в виде аэрозолей и взвеси мелких частиц. Реагируя с водой сульфат-ионы образуют серную кислоту, которая понизила pH океанов до того уровня, при котором растворился известковый планктон в верхней сотне метров океана.

Мощные толщи известняка отложились поверх кратера Чикшулуб после столкновения. Сегодня здесь можно обнаружить несколько самых замечательных из всех когда-либо исследованных пещер. Знаменитые мексиканские сеноты – окруженные высокими стенками известняковые озера, которые украшают календари майя в тусонских закусочных, – появились в результате карстовых провалов в третичных известняковых образованиях вокруг Чикшулуба. По мере эрозии верхних слоев километровый слой отложений растягивался, и это приводило к возникновению трещин и лабиринтов пещер. Подозреваю, что подповерхностный океан подверженного приливным силам и испещренного кратерами Ганимеда имеет сеть пещер, протянувшуюся на тысячи километров.

В конце концов его обнаружили в данных сейсмологической разведки мексиканской государственной нефтегазовой компании Petróleos Mexicanos (PEMEX). Эта детективная история сама по себе примечательна начиная с первоначальной находки, сделанной в конце 1970-х гг. геологом-нефтяником Гленом Пенфилдом, и заканчивая «открытием открытия» аспиранта-планетолога (в те времена) Алана Хилдебранда.

Пер. М. Лозинского.

Атомы водорода, в ходе термоядерного синтеза сливаясь в атомы гелия, каждый раз теряют немного массы, потому что структура ядра становится более прочной; согласно уравнению Эйнштейна E = mc 2, при этом высвобождается энергия. Из-за термоядерного синтеза Солнце теряет массу со скоростью 4 млн тонн в секунду, но вырабатывает энергию. Наша Галактика теряет в виде mc 2примерно одну солнечную массу каждую тысячу лет.

Время образования ударного кратера тем больше, чем крупнее само событие, – это легко понять. Другие физические характеристики также «масштабируются». Анализ «методом размерностей» основан на том факте, что, какое бы уравнение вы ни вывели, размерности величин должны соответствовать. Если это уравнение скорости чего-то, результат должен быть в метрах в секунду. Все на свете можно представить через фундаментальные единицы или размерности: время (секунды, с), расстояние (метры, м) и масса (килограммы, кг). Другие единицы выводятся из них: скорость (расстояние за единицу времени, м/с), плотность (масса на единицу объема, кг/м 3), ускорение (скорость на единицу времени, м/с 2), сила (кг ∙ м/с 2) и так далее. Предположим, вам нужно уравнение для диаметра кратера (м), а все, что вы знаете, – это скорость ударяющего тела (обычно 15 000 м/с), ускорение свободного падения (1,6 м/с 2для Луны) и плотность (2700 кг/м 3для лунной коры). То, что размерность должна соответствовать, оставляет вам очень узкий набор математических уравнений. Затем вы ставите эксперименты в лаборатории, подгоняете уравнения к данным, и в результате появляются законы масштабирования. Именно так ученые используют лабораторные эксперименты и данные, полученные во время испытаний ядерного оружия, чтобы предсказывать физические характеристики ударного кратерообразования с масштабами в сотни и тысячи километров.