A história do nosso planeta está cheia de eventos e cataclismos difíceis de explicar, incluindo:
1) O enigma do aparecimento do satélite da Terra - a Lua;
2) O motivo da morte dos dinossauros.
Essa hipótese une esses dois eventos em uma única linha de relações de causa e efeito.
1. Anomalia de irídio
A principal hipótese para a extinção dos dinossauros é a hipótese do impacto de Louis e Walter Alvarez, sugerindo a morte dos dinossauros a partir das consequências da queda de um asteróide na Península de Yucatán, no México. A cratera Chiksulub e o conteúdo aumentado de irídio na camada na fronteira do Cretáceo-Paleógeno são dados em apoio a isso. O salto no conteúdo do irídio no solo é considerado o momento da queda do asteróide e o início de um cataclismo em larga escala.
A análise química do solo na camada de argila no limite Cretáceo-Paleógeno mostrou um excesso do conteúdo médio de irídio em 10-30 vezes. E em alguns lugares da Terra, o excesso tem valores ainda maiores.
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De acordo com o cronograma elaborado pelo grupo Alvarez, o momento do início do cataclismo está claramente traçado. Observa-se um aumento acentuado e abrupto no acúmulo de irídio na camada (Fig. 1).
Figura: 1. Gráfico compilado pelo grupo de Alvarez.
Vamos prestar atenção na quantidade de irídio que entra no solo. Percebe-se como até o final do período Cretáceo, até a fronteira de 65 milhões de anos atrás, a quantidade de irídio que entrava no solo era uniforme (fig. 2).
Figura 2. Taxa de irídio que entra no solo.
Então, em algum ponto, houve um salto acentuado na quantidade de irídio no solo, sua ingestão aumentou instantaneamente em 10 vezes (Fig. 3).
Fig. 3. Aumento da ingestão de irídio.
Isso sugere que ocorreu algum evento que levou a um aumento acentuado no fornecimento de irídio. O evento teve escala planetária, já que um aumento de irídio neste período é encontrado em todo o planeta.
Além disso, uma característica muito interessante é visível - após um aumento acentuado na quantidade de irídio, o período de sua ingestão máxima continua, durando 5 mil anos. Então, ao longo de 15 mil anos, ocorre uma diminuição gradativa no fornecimento de irídio. E apenas 20 mil anos após o início de algum evento, a quantidade de irídio que entrava no solo voltou ao seu valor normal (Fig. 4).
Fig. 4. Diminuição suave no fornecimento de irídio em 15 mil anos.
A ingestão excedente de irídio não parou após um aumento acentuado, mesmo que durante um período relativamente curto de anos ou séculos. E ele continuou a fazer isso por dezenas de milhares de anos. Surge a pergunta - a poeira da queda do asteróide poderia assentar por tanto tempo? Até 20 mil anos! E os tamanhos do asteróide, de 10 km de diâmetro, e da Terra, de 12.742 km de diâmetro, não são comparáveis. O máximo que esse asteróide é capaz é a poluição atmosférica regional, terremotos e tsunamis. Nenhuma fonte pontual poderia ter resultado em uma distribuição tão vasta e uniforme de irídio em todo o planeta. Além disso, descobriu-se que o irídio pode ser de origem terrestre. Estudos dos produtos de ejeção do vulcão Kilauea, localizado nas ilhas havaianas, mostraram uma concentração excepcionalmente alta de irídio. Além disso, foi provado queque o irídio não saiu da erupção de lava, mas saiu com cinzas vulcânicas e gases para a atmosfera, o que garantiu sua ampla dispersão. Descobriu-se que este vulcão dá mais irídio do que meteoritos.
A morte de dinossauros por aumento da atividade vulcânica é a segunda hipótese, junto com a de impacto. Entre 60 e 68 milhões de anos atrás, um derramamento maciço de magma de falhas no solo ocorreu no subcontinente indiano, como evidenciado pelas armadilhas no planalto de Deccan na Índia. Mas a razão para a extensa atividade vulcânica no planeta permanece obscura.
Um único esqueleto é interessante para identificar uma espécie, mas não pode revelar o motivo da extinção de toda a espécie. A descoberta de "cemitérios de dinossauros", onde os ossos quebrados de dinossauros herbívoros e carnívoros se misturam, sugere que ocorreu um evento que reuniu dinossauros de diferentes espécies em um só lugar, do qual não puderam sair. Os dinossauros não sufocaram com as cinzas ou morreram de fome, mas morreram devido ao impacto físico externo, independentemente de seu tipo e tamanho. A descoberta de valas comuns de dinossauros em todos os continentes fala de eventos globais que ocorreram em todos os lugares com a mesma intensidade e varreram o planeta muitas vezes. Este não foi o impacto de um único asteróide ou a erupção regional de um grupo de vulcões. O evento teve uma escala catastrófica de todo o planeta, que durou um milênio.
Todos os itens acima sugerem que a queda do asteróide não poderia causar processos geológicos de longo prazo. Para uma morte tão massiva de espécies inteiras em todo o planeta, é necessário um evento que não seja um ponto, local, mas igualmente catastrófico para cada parte do planeta, para cada canto. E não vai durar anos e séculos, mas milênios. Como resultado, os continentes mudaram, as montanhas desabaram, o fundo do mar aumentou e os mares e oceanos transbordaram de suas costas, enterrando colônias inteiras de dinossauros sob eles e lançando grandes predadores marinhos na terra. Deixando uma chance de sobrevivência apenas para animais pequenos e ágeis, capazes de deixar um lugar perigoso no tempo. Nenhuma espécie com mais de 25 kg sobreviveu ao desastre.
2. A origem da lua
A lua tem atraído a atenção por milênios e tem sido um objeto de estudo. Mas mesmo com tanta atenção, a Lua continua a guardar muitos segredos. Em primeiro lugar, esta é a questão da origem da lua. Como pode um satélite, que é tão grande em comparação com o planeta, ter se formado a uma distância tão próxima da Terra? Onde o sistema Terra-Lua tem um momento angular tão excepcionalmente alto?
Entre as muitas hipóteses para a origem da lua, a hipótese de uma colisão de uma proto-terra com um corpo celeste é considerada a principal. Como resultado da colisão, a Lua foi formada a partir da substância ejetada. Outra hipótese é a hipótese da captura da lua que passa.
Cada hipótese tem suas próprias considerações, tanto "a favor" quanto "contra".
A principal desvantagem da hipótese de captura é considerada uma órbita quase circular da Lua, que é excluída quando um corpo que passa voando é capturado. Neste caso, a órbita da Lua deve ser na forma de um elipsóide altamente alongado com uma grande excentricidade. A impossibilidade de resolver o problema de contornar a órbita da Lua afasta, em minha opinião, a hipótese mais plausível do surgimento de um satélite próximo à Terra.
A hipótese de captura precisa responder a várias perguntas-chave:
1. Local de nascimento da lua.
2. O motivo da saída de órbita.
3. O mecanismo de captura.
4. Mecanismo de arredondamento de uma órbita elipsoidal.
Na busca pelo suposto local de formação da Lua e no estudo da composição dos planetas, encontra-se um padrão claro - o planeta mais próximo do Sol possui o maior núcleo em relação à massa do planeta (Fig. 5).
Fig. 5. A proporção entre as massas dos núcleos e as massas dos planetas.
Em uma série de planetas terrestres, de acordo com a razão entre a massa do núcleo e a massa do planeta, a Lua com seus 2% fica muito além de Marte. Mostrando-nos a região do sistema solar entre os gigantes gasosos, onde procurar o local da formação da lua.
O próximo parâmetro - densidade, mostra que o lugar da Lua com uma densidade de 3,3 g / cm³ está novamente atrás de Marte.
Não faz sentido colocar a Lua em uma fileira de planetas gigantes gasosos; esses são objetos de um tipo e categoria de peso completamente diferentes. Mas com os satélites de alguns desses planetas podemos comparar. Vamos prestar atenção às luas galileanas de Júpiter, principalmente correspondendo à Lua em tamanho e densidade. A densidade das luas galileanas internas de Io e Europa é grande o suficiente para corresponder à densidade da lua. Mas a presença de atmosferas e atividade vulcânica nelas, em contraste com a ausência quase completa de uma atmosfera e a ausência de vestígios de vulcanismo na Lua, mostra que a Lua não poderia estar a uma distância tão próxima de Júpiter. Os dois satélites distantes Ganimedes e Calisto têm uma densidade de apenas 1,9 e 1,8 g / cm³, respectivamente, o que é significativamente menor que o lunar. Mas a semelhança da Lua com Calisto sugere que a Lua foi formada em algum lugar próximo.
Se você olhar para a posição orbital dos satélites galileanos, então entre Ganimedes e Calisto, uma órbita vazia com um satélite ausente é encontrada (Fig. 6).
Figura: 6. Distâncias entre satélites (mil km).
A densidade da Lua, calculada com base na massa e no volume, é atualmente muito mais alta do que Ganimedes e Calisto. Abaixo, é mostrado como a Lua, que antes tinha uma densidade mais baixa, ganhou massa adicional, como resultado da qual sua densidade calculada aumentou para seu valor atual.
Tendo determinado o possível local de formação da Lua, tentaremos descobrir o motivo da saída da Lua desta órbita.
O sistema solar está repleto de asteróides e cometas, cujos vestígios da queda são observados na superfície de todos os corpos do sistema solar. Mesmo na Terra, existem muitas crateras de impacto formadas por impactos de asteróides em diferentes períodos da história da Terra. Estamos mais interessados em cadeias de crateras semelhantes localizadas em uma fileira que existem na superfície de alguns corpos celestes.
Até recentemente, o mecanismo de formação dessas cadeias era desconhecido. Após a queda do cometa Shoemaker Levy 9 em Júpiter em 1994, o mistério das cadeias de crateras foi revelado. Descobriu-se que o planeta pode quebrar um asteróide que se aproximou do planeta mais perto do limite de Roche.
Fig. 7. Cometa Shoemaker-Levy-9.
Além disso, essa cadeia de asteróides pode ser absorvida pelo próprio planeta, como aconteceu com o cometa Shoemaker-Levy, ou pode cair em um dos satélites do planeta, deixando uma impressionante cadeia de crateras em sua superfície. A confirmação de que cometas e asteróides rasgados caem nas próprias luas de Júpiter é a cadeia de crateras Enki na superfície de Ganimedes (Fig. 8).
Figura: 8. Cadeia de crateras Enki na superfície de Ganimedes.
Cadeias semelhantes de crateras são encontradas em outras luas de Júpiter.
Pequenos asteróides não representam uma ameaça aos satélites e não lhes causam muitos danos, deixando apenas cadeias de crateras como um lembrete de sua existência. Mas o que acontece se um asteróide metálico de 500 km de diâmetro se aproximar de Júpiter? As forças das marés dentro do limite de Roche irão rasgá-lo em vários pedaços bastante grandes, cada um dos quais pronto para destruir qualquer satélite natural de Júpiter que aparecer em seu caminho. Se adicionarmos uma velocidade tremenda a essas partes, 200-300 km de diâmetro (o cometa Shoemaker-Levy-9 colidiu com Júpiter a uma velocidade de 64 km / s), teremos uma linha de projéteis mortais que podem tirar qualquer satélite de Júpiter da órbita.
Entre as cadeias de crateras que conhecemos, observamos uma série de dezenas de pequenas crateras, como evidência da desintegração de um corpo de pedra em dezenas de outras menores. Mas se não foi um asteróide de pedra que foi despedaçado, mas um de metal apenas em algumas partes muito grandes, então não faria sentido procurar por uma longa cadeia de crateras. Veremos apenas algumas crateras enormes alinhadas em uma fileira.
Em busca de uma resposta para a pergunta de por que a Lua saiu da órbita, vamos dar uma olhada na superfície da Lua. Mesmo a olho nu, vestígios desses antigos eventos são visíveis da Terra.
Em um mapa expandido da lua, vemos claramente quatro crateras que formam uma única cadeia. Subindo - Cratera Goddard (1), Mar das Crises (2), Mar da Clareza (3) e Mar das Chuvas (4) (Fig. 9).
Fig. 9. Cratera Goddard (1), Mar das Crises (2), Mar da Clareza (3) e Mar das Chuvas (4).
A uniformidade da superfície dentro das crateras mostra que a energia dos corpos caídos era a mesma e tão alta que os corpos que haviam penetrado na espessura da Lua derreteram a estrutura interna, cujos vazamentos vemos ao redor dessas crateras. A presença de anomalias magnéticas e gravitacionais na área das crateras indica a composição metálica dos asteróides (Fig. 10).
Fig. 10. Localização de anomalias de gravidade.
Corpos de metal capturados na Lua inicialmente leve, que tinha a densidade de Ganimedes e Calisto, aumentaram sua massa. Assim, a densidade estimada da Lua aumentou, ficando maior do que a densidade dos satélites, próximos aos quais a Lua se formou.
Uma cadeia de mísseis mortais do asteróide gigante rasgado se alinhou em uma linha com dezenas de milhares de quilômetros de comprimento e avançou pela lua. Pequenos asteróides voaram à frente e os corpos maiores fecharam a corrente. A energia de cada um dos asteróides metálicos era aterrorizante, eles voavam a uma velocidade de cerca de 70 km / s.
O primeiro sino tocou para a Lua quando foi atingida pela cabeça, o menor asteróide que criou a cratera Goddard. Ele aderiu ao corpo da Lua, espremendo um fluxo de rocha derretida na superfície que formou o Mar da Borda. O segundo asteróide, ligeiramente maior, com epicentro no Mar das Crises (2), formou o Mar das Serpentes, o Mar das Ondas, o Mar da Espuma e o Mar da Smith.
Fig. 11. Cratera Goddard (1), Mar das Crises (2).
O terceiro asteróide, que perfurou várias dezenas de quilômetros de profundidade no corpo da Lua, era tão poderoso que mudou sua órbita. O epicentro do golpe caiu no Mar da Clareza (3). A rocha líquida inundou a superfície lunar e criou estruturas como o Mar da Tranquilidade, a Baía da Severidade, o Mar de Néctar e o Mar da Abundância.
Mas a lua esperava por um golpe verdadeiramente monstruoso, o maior asteróide da cadeia, cujo diâmetro era próximo a 400 km, atingiu-a. O impacto foi tão forte que a Lua não conseguiu mais ficar em órbita. Vemos a trilha do gigantesco asteróide preso na Lua como o Mar das Chuvas, e a lava derramada se espalhou e formou o Oceano de Tempestades e uma dúzia de mares.
Fig. 12. Uma cadeia de crateras que tirou a lua de sua órbita.
Asteróides de metal atingiram a luz, a lua porosa como uma esponja. A estrutura da Lua extinguiu as enormes velocidades dos asteróides sem fraturas e consequências catastróficas. Toda a energia foi gasta no aquecimento da estrutura interna da Lua, que se espalhou na superfície na forma de oceano e mares.
Tirada de órbita, a lua correu ao longo de uma curva para as regiões internas do sistema solar.
Levando em consideração o aumento da força da gravidade ao se mover mais profundamente no sistema solar, a velocidade orbital inicial da Lua aumentou 8-10 km / s e no momento em que atingiu a órbita da Terra era igual à velocidade orbital da Terra de 30 km / s, que levou 2,5-3 anos (Fig. 13)
Fig. 13. Saída da lua da órbita.
Aproximando-se da Terra tangencialmente, a Lua foi capturada pela gravidade da Terra e entrou em uma órbita elíptica alongada no plano da eclíptica com uma inclinação de apenas 5 °. É por isso que a órbita da Lua não está no plano do equador da Terra.
A partir desse momento, ocorrido há 65 milhões de anos, começa o destino nada invejável dos dinossauros.
3. A morte dos dinossauros
A lua escapou milagrosamente de uma colisão com a Terra, voando a uma distância mínima de nosso planeta. Da Terra, foi possível observar como a Lua, aparecendo do nada, fecha rapidamente o chão do céu, varre a superfície e com a mesma rapidez vai embora. Mas a Lua não conseguia mais escapar da gravidade da Terra, continuando a girar em torno da Terra em uma órbita elíptica altamente alongada.
Aproximando-se da Terra, a Lua passou a ferro continentes e mares com sua gravidade, levantando ondas da crosta terrestre. A gravidade da lua desencadeou atividade vulcânica em todo o planeta. Magma derretido se espalhou pelas planícies e florestas verdes mais recentemente. As cinzas dos vulcões cobriram toda a Terra, destruindo a vegetação e jogando fora o irídio encontrado pelo grupo Alvarez. Alguns terrenos ergueram-se, outros afundaram no fundo do mar. Os terremotos mais fortes ocorreram com a regularidade dos fluxos e refluxos modernos. A composição química da água do mar mudou dramaticamente, matando um grande número de animais marinhos. A gravidade da lua levou à deriva e deslocamento continental, mudando a face do planeta.
Mares e oceanos transbordaram de suas costas, criando fluxos de lama e enterrando colônias inteiras de dinossauros. Animais pequenos e ágeis só conseguiam escapar a tempo, indo para uma colina. Em busca de resgate, os dinossauros se amontoaram em grupos, independentemente da espécie e do tamanho. Mas a impiedosa Lua pegou de surpresa os rebanhos migrantes de dinossauros, cobrindo-os com fluxos de lama e pedras, enterrando-os vivos. Os dinossauros foram arrastados em riachos em uma pilha, dobrados em posições não naturais, foram cobertos com lama líquida e preservados. A integridade de muitos esqueletos sugere que os dinossauros não permaneceram ao ar livre após a morte e não foram vítimas de necrófagos.
4. Contornando a órbita da Lua
Todos os satélites em órbita síncrona estão na captura da gravidade do planeta pelas marés. Qualquer satélite, independente do tamanho, possui uma inomogeneidade interna, devido à qual a gravidade do planeta mantém o satélite voltado para o planeta com um lado específico, evitando que o satélite gire em torno de seu eixo. Todas as tentativas do satélite de girar em torno do eixo são interrompidas pela gravidade do planeta e apenas levam ao balanço do satélite, a libração. A gravidade do planeta retorna o satélite à sua posição original. Se a gravidade do planeta não girasse o satélite com um lado específico em sua direção, então qualquer desvio da órbita do satélite de sua forma perfeitamente redonda levaria à rotação axial do satélite em relação ao planeta. Mas na natureza não existem órbitas perfeitamente redondas. A órbita da Lua moderna, como sabemos, é elíptica. Conseqüentemente,se a Terra não girasse a Lua no momento certo com um certo lado para si mesma, então veríamos a Lua de todos os lados, ela giraria suavemente em torno de seu eixo. A gravidade da Terra corrige constantemente a posição da Lua, o que leva à desaceleração da rotação axial da Lua. Essa inibição leva a uma redistribuição de forças. O momento de inércia da Lua (rotação axial) passa para o momento de inércia do sistema Lua-Terra, causando um deslocamento da órbita lunar em forma de precessão.causando um deslocamento da órbita da Lua na forma de uma precessão.causando um deslocamento da órbita da Lua na forma de uma precessão.
A mesma coisa acontece com Mercúrio. Mercúrio sincroniza sua rotação axial com a orbital apenas no periélio. Saindo do periélio, Mercúrio se afasta do Sol a uma distância onde as forças de captura da maré param de agir e Mercúrio ganha liberdade de rotação em torno do eixo. Na próxima abordagem do periélio, Mercúrio se volta para o Sol com o outro lado, mas não exatamente ao longo do eixo da captura da maré. Ele não tem tempo para completar uma revolução de apenas alguns graus, e a gravidade solar corrige a posição de Mercúrio torcendo-o. A adição de energia à rotação axial de Mercúrio leva à transição do excesso de energia do momento de inércia de Mercúrio para o momento de inércia do sistema Sol-Mercúrio. Como resultado, a órbita de Mercúrio muda e observamos a conhecida precessão.
Quando a Lua estava em órbita com o satélite de Júpiter, sua rotação axial era sincrônica com a orbital e era igual a aproximadamente 12 dias terrestres (média entre Ganimedes e Calisto). A lua estava constantemente voltada para Júpiter com um lado. Após a captura da Lua pela Terra, seu momento de inércia foi preservado, mas a rotação axial não se igualou à revolução orbital ao redor da Terra. A lua se moveu em uma órbita elipsoidal altamente alongada, voltando-se para a Terra com um ou outro lado. A órbita inteira da Lua, tanto no perigeu quanto no apogeu, estava dentro da esfera de captura da maré. A gravidade da Terra começou a desacelerar a rotação axial da Lua, transferindo o momento de inércia da Lua para o momento de inércia do sistema Lua-Terra. O Perigeu começou a se afastar, o apogeu se aproximava.
Tendo arado a Terra para cima e para baixo com sua gravidade, a Lua começou a se afastar da Terra. Com o recuo da lua, a atividade geológica diminuiu gradualmente, os vulcões reduziram as emissões para a atmosfera e a estabilização começou gradualmente. Só depois de 20 mil anos, indicados na programação de Alvarez, a Lua se afastou a uma distância suficiente para interromper a atividade vulcânica. Além disso, a Lua já se afastou sem essas consequências catastróficas.
De acordo com os dados disponíveis, o recuo da Lua continua até hoje. O processo de medição da distância até a Lua é muito complicado. Com o advento de instrumentos que permitem medir a distância até a lua tanto no perigeu quanto no apogeu, a distância do perigeu e a aproximação do apogeu serão detectadas. O que indicará a continuação do arredondamento da órbita lunar.
Vasily Minkovsky
