Названы шесть вещей, которые мы узнали о Земле благодаря метеоритам и кометам
Помимо Солнца, его планет и их лун, в нашей Солнечной системе находится огромное количество космических камней — фрагментов, оставшихся от формирования внутренних планет.
Большая концентрация астероидов образует огромное кольцо вокруг нашего солнца, вращаясь по орбите между Марсом и Юпитером. Соответственно, его называют главным поясом астероидов. Кометы — это ледяные тела из пыли и камней, которые возникли еще дальше — в поясе Койпера за Нептуном и в облаке Оорта из мусора, окружающего Солнечную систему.
Внеземные камни бывают разных размеров. В общем, астероиды — это космические камни размером более одного метра, тогда как более мелкие частицы (размером от двух миллиметров до одного метра) известны как метеороиды.
Независимо от того, откуда они взялись, как только эти инородные камни попадают на поверхность Земли, мы называем их метеоритами. Но они представляют собой нечто большее, чем просто камни издалека.
Они позволили нам оценить возраст нашей планеты и не раз меняли ход эволюции. Вот шесть основных способов, которыми метеориты и кометы внесли вклад в историю Земли или наши знания о ней.
1. Возраст нашей планеты
Около 4,5 миллиардов лет назад планета размером с Марс столкнулась с прото-Землей, изменив состав нашей планеты и образовав нашу Луну.
В течение первых десятков миллионов лет Земля была преимущественно расплавленной. Было слишком жарко, чтобы образовывать твердые минералы и камни, поэтому точный возраст нашей планеты остается неизвестным. Но мы знаем, что он находится между возрастом, измеренным по метеоритам, и возрастом самых старых пород, которые нам удалось найти и датировать.
Самые древние минералы на Земле, которые были надежно датированы, — это крошечные зерна циркона, найденные в Западной Австралии . Возраст самого старого из них составляет 4,4 миллиарда лет. Однако ученые также датировали крупинки кальция и алюминия, найденные в метеоритах, что дало более старый возраст — 4,56 миллиарда лет — возраст нашей солнечной системы.
Таким образом, отчасти благодаря самому древнему возрасту, указанному в метеорите, по нашим наиболее точным оценкам, Земля образовалась около 4,54 миллиарда лет назад.
2. Строительные блоки жизни
Наиболее правдоподобная теория возникновения жизни на Земле основана на простых органических соединениях, которые образовались в космосе и были занесены на Землю метеоритами и другими небесными телами.
Во время поздней тяжелой бомбардировки, периода между 4,1 и 3,8 миллиардами лет назад, когда на нашу планету обрушивалось больше ударных событий, поверхность Земли была частично твердой.
Аминокислоты, углеводороды и другие молекулы на основе углерода прибыли на нашу планету в составе углистых хондритов (примитивных метеоритов, остатков ранней Солнечной системы ) и комет.
Как только ранняя Земля обогатилась этими органическими молекулами, последовала химическая эволюция. В конце концов, на нашей планете появилась жизнь. Самым ранним свидетельством является потенциальная микробная жизнь 3,8 миллиарда лет назад , вскоре после Поздней тяжелой бомбардировки.
Независимо от того, как зародилась жизнь, все теории сходятся во мнении о необходимости существования примитивного океана (или водоемов), который позволил ранней жизни на Земле развиться.
3. Как у нас появились океаны
Метеориты и кометы также сыграли важную роль в формировании океанов и атмосферы Земли. Большое количество воды было доставлено на нашу планету во время поздней тяжелой бомбардировки.
Кроме того, вода высвободилась из недр Земли в результате вулканической активности во время Гадейского эона, первого эона в истории нашей планеты.
Водяной пар вместе с другими газами, такими как углекислый газ, метан, аммиак, азот и сера, образовали протоатмосферу. Дождь начал выпадать, как только температура опустилась ниже точки кипения воды, образовав наш первичный океан.
Да, вода, которую мы пьем сегодня, по крайней мере частично имеет внеземное происхождение.
4. Изменение хода эволюции
Вымирание динозавров произошло около 66 миллионов лет назад. Оно связано со вторым по величине известным падением метеорита на Землю, глубоко погребенным кратером Чиксулуб в Мексике.
Напротив, позднедевонское вымирание около 380–360 миллионов лет назад не может быть объяснено одним ударом. В качестве потенциальных причин было предложено несколько факторов, включая множественные удары, изменение климата, истощение кислорода (аноксия) в океанах и вулканическая активность.
Неоднократно на протяжении истории Земли столкновения с астероидами влияли на выживание и эволюцию жизни на нашей планете.
5. Отбор проб из глубин мантии и ядра Земли
Ученые используют комбинацию методов для понимания внутренней структуры Земли: коры, мантии, ядра и их подразделений. Сейсмология является наиболее важной из них, которая изучает распространение сейсмических волн, генерируемых землетрясениями или искусственными источниками, через недра Земли.
У нас есть доступ к образцам горных пород из коры и верхней мантии, но мы никогда не сможем взять образцы из глубин мантии или твердого ядра. Даже если бы у нас была технология, она была бы астрономически дорогой, а погружение на такие глубины подразумевает экстремальные давления и температуры.
Поскольку прямой отбор проб невозможен, ученые прибегают к косвенным методам.
Палласиты и металлические метеориты — это породы с дифференцированных астероидов, которые также имеют мантию и ядро. Такие космические породы — это самое близкое, что мы когда-либо сможем получить к образцам самых глубоких частей нашей собственной планеты. Они помогают нам понять ее состав.
Палласиты редки и содержат силикатный минерал, называемый оливином, внедренный в сплавы никеля и железа. Считается, что палласиты образуются на границе между ядром и мантийными областями дифференцированных астероидов.
Металлические или железные метеориты в основном состоят из сплавов никеля и железа камасита и тэнита. Они являются фрагментами ядра дифференцированных астероидов, давая нам ключи к ядру нашей собственной планеты.
6. Падение метеоритов дало нам огромные залежи золота и никеля
Скалы Витватерсранд в Южной Африке содержат крупнейшие в мире известные запасы золота . Этого бы не было без кратера Вредефорт — крупнейшей известной ударной структуры на Земле, образовавшейся около 2,02 млрд лет назад.
Удар спас эти золотые месторождения от эрозии, покрыв всю территорию выброшенным материалом, скрыв рудоносные слои под ним. Если рудное месторождение размывается, материал рассеивается, и его добыча становится нерентабельной.
Витватерсранд — крупнейший золотодобывающий район в мире. Это означает, что древний метеоритный удар оказал косвенное, долгосрочное влияние на наше общество через доступность этого драгоценного металла.
Но это не единственное подобное событие. Третий по величине известный ударный кратер на Земле — это бассейн Садбери в Канаде, образовавшийся 1,85 миллиарда лет назад. Он содержит гигантские залежи никеля, поскольку удар разрушил земную кору, частично расплавив ее и позволив магме из мантии подняться.
Это привело к накоплению никеля, меди, палладия, платины и других металлов, что привело к образованию одного из самых богатых горнодобывающих районов на планете.