La storia del nostro pianeta è piena di eventi e cataclismi difficili da spiegare, tra cui:
1) L'enigma dell'apparizione del satellite terrestre: la Luna;
2) Il motivo della morte dei dinosauri.
Questa ipotesi unisce questi due eventi in un'unica linea di relazioni causa-effetto.
1. Anomalia dell'iridio
L'ipotesi principale dell'estinzione dei dinosauri è l'ipotesi dell'impatto di Louis e Walter Alvarez, che suggerisce la morte dei dinosauri a causa delle conseguenze della caduta di un asteroide nella penisola dello Yucatan in Messico. Il cratere Chiksulub e l'aumento del contenuto di iridio nello strato al confine Cretaceo-Paleogene sono forniti a sostegno di ciò. Il salto nel contenuto di iridio nel suolo è considerato il momento della caduta dell'asteroide e l'inizio di un cataclisma su larga scala.
L'analisi chimica del terreno nello strato argilloso al confine Cretaceo-Paleogene ha mostrato un eccesso del contenuto medio di iridio di 10-30 volte. E in alcuni luoghi della Terra, l'eccesso ha valori ancora maggiori.
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Secondo il programma stilato dal gruppo Alvarez, il momento dell'inizio del cataclisma è chiaramente tracciato. Si osserva un forte e repentino aumento dell'accumulo di iridio nello strato (Fig.1).
Figura: 1. Grafico compilato dal gruppo di Alvarez.
Prestiamo attenzione alla quantità di iridio che entra nel terreno. Si può vedere come fino alla fine del periodo Cretaceo, fino al confine di 65 milioni di anni fa, la quantità di iridio che è penetrata nel suolo sia andata a ritmo uniforme (Fig. 2).
Fig. 2. Tasso di iridio che entra nel suolo.
Poi, ad un certo punto, c'è stato un forte aumento della quantità di iridio nel terreno, la sua assunzione è aumentata istantaneamente di 10 volte (Fig.3).
Fig. 3. Maggiore assunzione di iridio.
Ciò suggerisce che si è verificato un evento che ha portato a un forte aumento dell'offerta di iridio. L'evento ha avuto una scala planetaria, poiché un aumento dell'iridio in questo periodo si trova in tutto il pianeta.
Inoltre, è visibile una caratteristica molto interessante: dopo un forte aumento della quantità di iridio, il periodo della sua massima assunzione continua, della durata di 5 mila anni. Poi, nell'arco di 15mila anni, c'è una graduale diminuzione dell'offerta di iridio. E solo 20 mila anni dopo l'inizio di qualche evento, la quantità di iridio che entra nel suolo è tornata al suo valore normale (Fig.4).
Fig. 4. Riduzione graduale della fornitura di iridio in 15 mila anni.
L'assunzione di iridio in eccesso non si è fermata dopo un forte aumento, anche se per un periodo di anni o secoli relativamente breve. E ha continuato a farlo per decine di migliaia di anni. La domanda sorge spontanea: la polvere della caduta dell'asteroide potrebbe depositarsi così a lungo? Ben 20mila anni! E le dimensioni dell'asteroide, di 10 km di diametro, e della Terra, di 12.742 km di diametro, non sono comparabili. Il massimo di cui è capace un tale asteroide è l'inquinamento atmosferico regionale, i terremoti e gli tsunami. Nessuna singola sorgente puntiforme avrebbe potuto portare a una distribuzione così vasta e uniforme dell'iridio in tutto il pianeta. Inoltre, si è scoperto che l'iridio può essere di origine terrestre. Studi sui prodotti di espulsione del vulcano Kilauea alle Hawaii hanno mostrato concentrazioni insolitamente elevate di iridio. Inoltre, è stato dimostrato cheche l'iridio non provenisse dall'eruzione della lava, ma uscì con ceneri vulcaniche e gas nell'atmosfera, cosa che ne assicurò la vasta dispersione. Si è scoperto che questo vulcano dà più iridio dei meteoriti.
La morte dei dinosauri per una maggiore attività vulcanica è la seconda ipotesi, insieme a quella dell'impatto. Tra 60 e 68 milioni di anni fa, nel subcontinente indiano si è verificata una massiccia fuoriuscita di magma dalle faglie nel terreno, come dimostrano le trappole sull'altopiano del Deccan in India. Ma la ragione dell'estesa attività vulcanica sul pianeta rimane poco chiara.
Un singolo scheletro è interessante per identificare una specie, ma non può rivelare il motivo dell'estinzione dell'intera specie. La scoperta di "cimiteri di dinosauri", dove le ossa rotte di dinosauri erbivori e carnivori sono mescolate insieme, suggerisce che si sia verificato un evento che ha riunito dinosauri di specie diverse in un unico luogo, dal quale non potevano uscire. I dinosauri non sono soffocati dalla cenere o sono morti di fame, ma sono morti per impatto fisico esterno, indipendentemente dal loro tipo e dimensione. La scoperta di fosse comuni di dinosauri in tutti i continenti parla di eventi globali che si sono verificati ovunque con la stessa intensità e hanno attraversato il pianeta molte volte. Questo non è stato un singolo impatto di un asteroide o un'eruzione regionale di un gruppo di vulcani. L'evento ha avuto una scala planetaria, millenaria e catastrofica.
Tutto quanto sopra suggerisce che la caduta dell'asteroide non potrebbe causare processi geologici a lungo termine. Per una morte così massiccia di intere specie in tutto il pianeta, è necessario un evento che non sia un punto, locale, ma ugualmente catastrofico per ogni parte del pianeta, per ogni angolo. E non durerà per anni e secoli, ma per millenni. Di conseguenza, i continenti si spostarono, le montagne crollarono, il fondale marino si sollevò e mari e oceani traboccarono dalle loro coste, seppellendo intere colonie di dinosauri sotto di loro e gettando grandi predatori marini sulla terra. Lasciando una possibilità di sopravvivenza solo ad animali piccoli e agili, capaci di lasciare un luogo pericoloso nel tempo. Non una singola specie di peso superiore a 25 kg è sopravvissuta al disastro.
2. L'origine della luna
La luna ha catturato l'attenzione per millenni ed è stata oggetto di studio. Ma anche con così tanta attenzione, la Luna continua a mantenere molti segreti. Prima di tutto, questa è la questione dell'origine della luna. Come ha potuto un satellite, così grande rispetto al pianeta, essersi formato a una distanza così ravvicinata dalla Terra? Dove il sistema Terra-Luna ha un momento angolare così insolitamente alto?
Tra le tante ipotesi sull'origine della luna, quella di collisione di una proto-terra con un corpo celeste è considerata la principale. Come risultato della collisione, la Luna si è formata dalla sostanza espulsa. Un'altra ipotesi è l'ipotesi della cattura della luna che passa.
Ogni ipotesi ha le sue considerazioni, sia "a favore" che "contro".
Lo svantaggio principale dell'ipotesi di cattura è considerato un'orbita quasi circolare della Luna, che viene esclusa quando viene catturato un corpo che vola oltre. In questo caso, l'orbita della Luna dovrebbe avere la forma di un ellissoide molto allungato con una grande eccentricità. L'incapacità di risolvere il problema di aggirare l'orbita della Luna spazza via, a mio avviso, l'ipotesi più plausibile della comparsa di un satellite vicino alla Terra.
L'ipotesi di cattura deve rispondere a diverse domande chiave:
1. Luogo di nascita della Luna.
2. Il motivo della deorbita.
3. Il meccanismo di cattura.
4. Meccanismo di arrotondamento di un'orbita ellissoidale.
Nella ricerca del presunto luogo della formazione della Luna e nello studio della composizione dei pianeti, si trova uno schema chiaro: il pianeta più vicino al Sole ha il nucleo più grande in relazione alla massa del pianeta (Fig.5).
Fig.5. Il rapporto tra masse nucleari e masse planetarie.
In una serie di pianeti terrestri, in base al rapporto tra la massa del nucleo e la massa del pianeta, la Luna con il suo 2% va ben oltre Marte. Mostrandoci la regione del sistema solare tra i giganti gassosi, dove cercare il luogo della formazione della luna.
Il parametro successivo, la densità, mostra che il luogo della Luna con una densità di 3,3 g / cm³ è di nuovo dietro Marte.
Non ha senso mettere la Luna in una fila di pianeti giganti gassosi, questi sono oggetti di un tipo e una categoria di peso completamente diversi. Ma con i satelliti di alcuni di questi pianeti possiamo confrontare. Prestiamo attenzione alle lune galileiane di Giove, soprattutto corrispondenti alla Luna per dimensioni e densità. La densità delle lune galileiane interne di Io ed Europa è abbastanza grande da corrispondere alla densità della Luna. Ma la presenza di atmosfere e attività vulcanica in esse, in contrasto con la quasi totale assenza di atmosfera e l'assenza di tracce di vulcanismo sulla Luna, mostra che la Luna non poteva trovarsi a una distanza così ravvicinata da Giove. I due satelliti distanti Ganimede e Callisto hanno rispettivamente una densità di soli 1,9 e 1,8 g / cm³, che è significativamente inferiore a quella lunare. Ma la somiglianza della Luna con Callisto suggerisce che la Luna si sia formata da qualche parte nelle vicinanze.
Se guardi la posizione orbitale dei satelliti galileiani, tra Ganimede e Callisto, viene trovata un'orbita vuota con un satellite mancante (Fig.6).
Figura: 6. Distanze tra i satelliti (migliaia di km).
La densità della Luna, calcolata sulla base della massa e del volume, è attualmente molto più alta di quella di Ganimede e Callisto. Di seguito è mostrato come la Luna, che in precedenza aveva una densità inferiore, ha guadagnato massa aggiuntiva, a seguito della quale la sua densità calcolata è aumentata al suo valore attuale.
Dopo aver determinato il possibile luogo di formazione della Luna, proveremo a scoprire il motivo della partenza della Luna da questa orbita.
Il sistema solare è pieno di asteroidi e comete, le cui tracce della caduta si osservano sulla superficie di tutti i corpi del sistema solare. Anche sulla Terra, ci sono molti crateri da impatto formati da impatti di asteroidi in diversi periodi della storia della Terra. Siamo più interessati alle catene di crateri simili situati in una fila che esistono sulla superficie di alcuni corpi celesti.
Fino a poco tempo, il meccanismo per la formazione di tali catene era sconosciuto. Dopo la caduta della cometa Shoemaker Levy 9 su Giove nel 1994, è stato rivelato il mistero delle catene dei crateri. Si è scoperto che il pianeta può rompere un asteroide che si è avvicinato al pianeta più vicino al limite di Roche.
Fig. 7. Comet Shoemaker-Levy-9.
Inoltre, questa catena di asteroidi può essere assorbita dal pianeta stesso, come è accaduto con la cometa Shoemaker-Levy, oppure può cadere in uno dei satelliti del pianeta, lasciando un'impressionante catena di crateri sulla sua superficie. La conferma che le comete e gli asteroidi strappati cadono nelle lune di Giove è la catena del cratere Enki sulla superficie di Ganimede (Fig. 8).
Figura: 8. Catena del cratere Enki sulla superficie di Ganimede.
Catene simili di crateri si trovano su altre lune di Giove.
I piccoli asteroidi non rappresentano una minaccia per i satelliti e non causano loro molto danno, lasciando solo catene di crateri come promemoria della loro esistenza. Ma cosa succede se un asteroide metallico di 500 km di diametro si avvicina a Giove? Le forze di marea entro il limite di Roche lo faranno a pezzi in diversi pezzi abbastanza grandi, ognuno dei quali è pronto a distruggere qualsiasi satellite naturale di Giove che si è messo sulla sua strada. Se aggiungiamo un'enorme velocità a queste parti, che hanno un diametro di 200-300 km (la cometa Shoemaker-Levy-9 si è schiantata su Giove a una velocità di 64 km / s), otteniamo una linea di proiettili mortali che possono mettere fuori combattimento qualsiasi satellite di Giove dall'orbita.
Tra le catene di crateri a noi noti, osserviamo una serie di decine di piccoli crateri, a testimonianza della disgregazione di un corpo di pietra in dozzine di piccoli crateri. Ma se non era un asteroide di pietra che è stato fatto a pezzi, ma uno di metallo solo in poche parti molto grandi, allora non ha senso cercare una lunga catena di crateri. Vedremo solo pochi enormi crateri allineati in fila.
Alla ricerca di una risposta alla domanda sul perché la Luna abbia lasciato l'orbita, diamo un'occhiata alla superficie della Luna. Anche ad occhio nudo, le tracce di quei vecchi eventi sono visibili dalla Terra.
Su una mappa espansa della luna, vediamo chiaramente quattro crateri che formano un'unica catena. Ascendente - Goddard Crater (1), Sea of Crises (2), Sea of Clarity (3) e Sea of Rains (4) (Fig.9).
Fig. 9. Goddard Crater (1), Sea of Crises (2), Sea of Clarity (3) e Sea of Rains (4).
L'uniformità della superficie all'interno dei crateri mostra che l'energia dei corpi caduti era la stessa e così alta che i corpi penetrati nello spessore della Luna hanno sciolto la struttura interna, le cui fuoriuscite vediamo intorno a questi crateri. La presenza di anomalie magnetiche e gravitazionali nell'area dei crateri indica la composizione metallica degli asteroidi (Fig. 10).
Fig. 10. Posizione delle anomalie gravitazionali.
I corpi metallici catturati nella Luna inizialmente chiara, che aveva la densità di Ganimede e Callisto, aumentarono la sua massa. Pertanto, la densità stimata della Luna è aumentata, che è diventata superiore alla densità dei satelliti, accanto ai quali si è formata la Luna.
Una catena di missili mortali dell'asteroide gigante lacerato si schierò in fila per decine di migliaia di chilometri e si precipitò sulla luna. Piccoli asteroidi volavano avanti e i corpi più grandi chiudevano la catena. L'energia di ciascuno degli asteroidi metallici era terrificante, volavano a una velocità di circa 70 km / sec.
La prima campana suonò per la Luna quando fu colpita dalla testa, il più piccolo asteroide che ha creato il cratere Goddard. Si conficcò nel corpo della Luna, spremendo un flusso di roccia fusa sulla superficie che formava il Mar Edge. Il secondo, leggermente più grande asteroide con epicentro nel Sea of Crises (2), ha formato il Sea of Serpents, Sea of Waves, Sea of Foam e Sea of Smith.
Fig. 11. Goddard Crater (1), Sea of Crises (2).
Il terzo asteroide, che ha perforato diverse decine di chilometri di profondità nel corpo della Luna, era così potente che ha cambiato l'orbita della Luna. L'epicentro del colpo è caduto nel Sea of Clarity (3). La roccia liquida ha inondato la superficie lunare e ha creato strutture come il Mare della Tranquillità, la Baia della Severità, il Mare del Nettare e il Mare dell'Abbondanza.
Ma la luna stava aspettando un colpo davvero mostruoso, il più grande asteroide della catena, il cui diametro era vicino a 400 km, lo colpì. L'impatto è stato così forte che la Luna non poteva più rimanere in orbita. Vediamo la traccia del gigantesco asteroide bloccato nella Luna come il Mare delle Piogge, e la lava versata si è riversata formando l'Oceano delle Tempeste e una dozzina di mari.
Fig. 12. Una catena di crateri che ha fatto uscire la luna dall'orbita.
Asteroidi metallici colpiscono la luna leggera e porosa come una spugna. La struttura della Luna ha spento le enormi velocità degli asteroidi senza fratture e conseguenze catastrofiche. Tutta l'energia è stata spesa per riscaldare la struttura interna della Luna, che si è riversata sulla superficie sotto forma di oceano e mari.
Fuori dall'orbita, la luna si è precipitata lungo una curva nelle regioni interne del sistema solare.
Tenendo conto dell'aumento della forza di gravità quando ci si sposta più in profondità nel sistema solare, la velocità orbitale iniziale della Luna è aumentata di 8-10 km / se quando ha raggiunto l'orbita terrestre era uguale alla velocità orbitale terrestre di 30 km / s, che ha richiesto 2,5-3 anni (Fig.13)).
Fig.13. Partenza della luna dall'orbita.
Avvicinandosi tangenzialmente alla Terra, la Luna è stata catturata dalla gravità terrestre ed è entrata in un'orbita ellittica allungata situata nel piano dell'eclittica con un'inclinazione di soli 5 °. Questo è il motivo per cui l'orbita della Luna non si trova nel piano dell'equatore terrestre.
Da questo momento, accaduto 65 milioni di anni fa, inizia il destino non invidiabile dei dinosauri.
3. La morte dei dinosauri
La luna è miracolosamente sfuggita a una collisione con la Terra, volando a una distanza minima dal nostro pianeta. Dalla Terra è stato possibile osservare come la Luna, che appare dal nulla, chiude rapidamente il pavimento del cielo, spazza la superficie e altrettanto velocemente se ne va. Ma la Luna non poteva più sfuggire alla gravità terrestre, continuando a ruotare attorno alla Terra in un'orbita ellittica molto allungata.
Avvicinandosi alla Terra, la Luna ha stirato continenti e mari con la sua gravità, sollevando onde della crosta terrestre. La gravità della luna ha innescato l'attività vulcanica in tutto il pianeta. Il magma fuso si è riversato attraverso le foreste e le pianure verdi più recenti. La cenere dei vulcani ha ricoperto l'intera Terra, distruggendo la vegetazione e gettando via l'iridio trovato dal gruppo Alvarez. Alcuni appezzamenti di terra si sollevarono, altri sprofondarono nel fondo del mare. I terremoti più forti si sono verificati con la regolarità dei flussi e dei flussi moderni. La composizione chimica dell'acqua di mare è cambiata drasticamente, uccidendo un gran numero di animali marini. La gravità della luna ha portato alla deriva dei continenti e allo spostamento dei continenti, cambiando la faccia del pianeta.
I mari e gli oceani traboccavano dalle loro coste, creando colate di fango e seppellendo intere colonie di dinosauri. Piccoli animali agili potevano fuggire solo in tempo spostandosi su una collina. In cerca di soccorso, i dinosauri si raggruppavano in gruppi, indipendentemente dalle specie e dalle dimensioni. Ma la spietata Luna colse di sorpresa le mandrie di dinosauri in migrazione, coprendole con colate di fango e pietre, seppellendole vive. I dinosauri furono portati via in ruscelli in un mucchio, si piegarono in posizioni innaturali, furono coperti di fango liquido e conservati. L'integrità di molti scheletri suggerisce che i dinosauri non rimasero allo scoperto dopo la morte e non caddero preda degli spazzini.
4. Arrotondare l'orbita della Luna
Tutti i satelliti in orbita sincrona catturano la marea della gravità del pianeta. Qualsiasi satellite, indipendentemente dalle dimensioni, ha una disomogeneità interna, grazie alla quale la gravità del pianeta mantiene il satellite rivolto verso il pianeta con un lato specifico, impedendo al satellite di ruotare attorno al proprio asse. Tutti i tentativi del satellite di ruotare attorno all'asse vengono fermati dalla gravità del pianeta e portano solo all'oscillazione del satellite, la librazione. La gravità del pianeta riporta il satellite nella sua posizione originale. Se la gravità del pianeta non ruotasse il satellite con un lato specifico verso se stesso, qualsiasi deviazione dell'orbita del satellite dalla forma perfettamente rotonda porterebbe alla rotazione assiale del satellite rispetto al pianeta. Ma in natura non esistono orbite perfettamente rotonde. L'orbita della Luna moderna, come sappiamo, è ellittica. Quindi,se la Terra non girasse la Luna al momento giusto con un certo lato su se stessa, allora vedremmo la Luna da tutti i lati, ruoterebbe dolcemente attorno al suo asse. La gravità terrestre corregge costantemente la posizione della Luna, il che porta alla decelerazione della rotazione assiale della Luna. Tale inibizione porta a una ridistribuzione delle forze. Il momento di inerzia della Luna (rotazione assiale) passa nel momento di inerzia del sistema Luna-Terra, provocando uno spostamento dell'orbita della Luna sotto forma di precessione.provocando uno spostamento dell'orbita della Luna sotto forma di precessione.provocando uno spostamento dell'orbita della Luna sotto forma di precessione.
La stessa cosa accade con Mercury. Mercurio sincronizza la sua rotazione assiale con l'orbitale solo al perielio. Lasciando il perielio, Mercurio si allontana dal Sole a una distanza in cui le forze di marea di cattura cessano di agire e Mercurio guadagna la libertà di rotazione attorno all'asse. Al successivo avvicinamento al perielio, Mercurio si rivolge al Sole con l'altro lato, ma non esattamente lungo l'asse di cattura della marea. Non ha il tempo di completare una rivoluzione solo di pochi gradi e la gravità solare corregge la posizione di Mercurio ruotandolo. L'aggiunta di energia alla rotazione assiale di Mercurio porta alla transizione dell'energia in eccesso dal momento di inerzia di Mercurio al momento di inerzia del sistema Sole-Mercurio. Di conseguenza, l'orbita di Mercurio si sposta e osserviamo la ben nota precessione.
Quando la Luna era in orbita con il satellite di Giove, la sua rotazione assiale era sincrona con l'orbitale ed era pari a circa 12 giorni terrestri (media tra Ganimede e Callisto). La luna era costantemente rivolta verso Giove con un lato. Dopo la cattura della Luna da parte della Terra, il suo momento di inerzia è stato preservato, ma la rotazione assiale non ha eguagliato la rivoluzione orbitale attorno alla Terra. La luna si muoveva in un'orbita ellissoidale molto allungata, girando verso la Terra con uno o l'altro lato. L'intera orbita della Luna, sia al perigeo che all'apogeo, era all'interno della sfera di cattura delle maree. La gravità della Terra iniziò a rallentare la rotazione assiale della Luna, trasferendo il momento di inerzia della Luna al momento di inerzia del sistema Luna-Terra. Il Perigeo iniziò ad allontanarsi, l'apogeo si stava avvicinando.
Dopo aver solcato la Terra su e giù con la sua gravità, la Luna iniziò ad allontanarsi dalla Terra. Con il ritiro della luna, l'attività geologica è gradualmente diminuita, i vulcani hanno ridotto le emissioni nell'atmosfera e gradualmente è iniziata la stabilizzazione. Solo dopo 20mila anni, indicati nel programma di Alvarez, la Luna si è allontanata ad una distanza sufficiente a fermare l'attività vulcanica. Inoltre, la Luna si è già allontanata senza tali conseguenze catastrofiche.
Secondo i dati disponibili, il recedere della Luna continua ancora oggi. Il processo di misurazione della distanza dalla Luna è molto complicato. Con l'avvento degli strumenti che consentono di misurare la distanza dalla luna sia al perigeo che all'apogeo, verranno rilevati la distanza perigeo e l'approccio all'apogeo. Che indicherà la continuazione dell'arrotondamento dell'orbita della Luna.
Vasily Minkovsky
