Lunar yta. Bildkredit: LPI Klicka för förstoring
University of Arizona och japanska forskare är övertygade om att bevis till sist avslutar decennier långa argument om vilka objekt som bombade det tidiga inre solsystemet för en katastrof för 3,9 miljarder år sedan.
Forntida huvudbälte-asteroider som är identiska i storlek som dagens asteroider i Mars-Jupiter-bältet - inte kometer - hamrade de inre steniga planeterna i en unik katastrof som varade under en blinkning av geologisk tid, allt från 20 miljoner till 150 miljoner år, de rapport i 16 september av vetenskapen.
Objekten som har slagit vårt inre solsystem efter det så kallade Late Heavy Bombardment slutade är emellertid en tydligt annorlunda befolkning, berättar UA-professor emeritus Robert Strom och kollegor i artikeln, ”The Planet of Impactors Origin in the Inner Solar System ”.
Efter att Late Heavy Bombardment eller Lunar Cataclysm-perioden avslutats, har mest asteroider nära jorden (NEA) peppat marken i marken.
Strom har studerat storleken och distributionen av kratrar över solsystemytor under de senaste 35 åren. Han har länge misstänkt att två olika projektilpopulationer har varit ansvariga för att kratera inre solsystemytor. Men det har funnits för lite data för att bevisa det.
Nu har asteroidundersökningar utförda av UA: s Spacewatch, Sloan Digital Sky Survey, Japans Subaru-teleskop och liknande samlat ganska fullständiga uppgifter om asteroider ner till dem med diametrar mindre än en kilometer. Plötsligt har det blivit möjligt att jämföra storleken på asteroider med storleken på projektiler som sprängde kratrar i ytor från Mars inåt till Merkurius.
"När vi härledde projektilstorlekarna från kraterregistret med skalningslagar, matchade de forntida och nyare projektilstorlekar de gamla och yngre asteroidpopulationerna," sa Strom. "Det är en häpnadsväckande passform."
"En sak som detta säger är att den nuvarande storleksfördelningen av asteroider i asteroidbältet upprättades åtminstone så långt tillbaka som för 4 miljarder år sedan," sa UA: s planetforskare Renu Malhotra, en medförfattare till Science-dokumentet. . "En annan sak som det säger är att mekanismen som orsakade Late Heavy Bombardment var en gravitationshändelse som svepte föremål ur asteroidbältet oavsett storlek."
Malhotra upptäckte i tidigare forskning vad denna mekanism måste ha varit. Nära slutet av deras bildning svepte Jupiter och de andra yttre gasjätteplaneterna upp planetavfall längre ut i solsystemet, Kuiper Belt-regionen. När Jupiter rensade upp damm och bitar kvar från yttre solsystemets planetbildning tappade Jupiter, särskilt orbitalenergi, och rörde sig inåt, närmare solen. Denna migration förstärkte Jupiters gravitationella inflytande på asteroidbältet kraftigt, och kastade asteroider oavsett storlek mot det inre solsystemet.
Bevis för att asteroider med huvudbälten pummelade det tidiga inre solsystemet bekräftar en tidigare publicerad kosmokemisk analys av UA-planetforskaren David A. Kring och kollegor.
"Storleksfördelningen av slagkratrar i månens och Marsens gamla högländer är ett helt oberoende test av katastrofet på det inre solsystemet och bekräftar vårt kosmokemiska bevis på en asteroidkälla," sade Kring, en medförfattare till vetenskapligt papper. .
Kring var en del av ett team som tidigare använde en argon-argon-dateringsteknik för att analysera slagsmältåldrar av månmeteoriter - stenar som släppts ut slumpmässigt från månens yta och som landade på jorden efter en miljon år i rymden. De upptäckte från "åldrarna" eller smälta stenfragment i åldrarna av breccia-meteoriterna att hela månen bombades för 3,9 miljarder år sedan, en sann global månkatastrof. Apollo-månprovsanalysen sa att asteroider står för minst 80 procent av månens påverkan.
Kometer har spelat en relativt liten roll i inverkan av inre solsystem, Strom, Malhotra och Kring drar också slutsatsen från sitt arbete. I motsats till vad folk tror, har troligen inte mer än 10 procent av jordens vatten kommit från kometer, sade Ström.
Efter Late Heavy Bombardment förändrades markytor så fullständigt att ingen yta som är äldre än 3,9 miljarder år kan dateras med kraterrekordet. Äldre stenar och mineraler finns på månen och jorden, men det är fragment av äldre ytor som har brutits upp av påverkan, säger forskarna.
Strom sade att om Jorden hade hav mellan 4,4 och 4 miljarder år sedan, som andra geologiska bevis tyder på, måste dessa hav ha förångats av asteroidpåverkan under katastrofen.
Kring har också utvecklat en hypotes som antyder att effekthändelserna under sen svår bombardering genererade stora hydrotermiska underjordiska system som var avgörande för den tidiga utvecklingen av livet. Han uppskattade att katastrofens inre solsystem producerade mer än 20 000 kratrar mellan 10 kilometer och 1 000 kilometer i diameter på jorden.
Kraterningsdynamiken för det inre solsystemet förändrades dramatiskt efter Late Heavy Bombardment. Från och med därefter återspeglar effektskrateringen att de flesta föremål som träffar inre solsystemytor har varit nära jordens asteroider, mindre asteroider från huvudbältet som knuffas in i markkorsande banor av ett storlek-selektivt fenomen som kallas Yarkovsky-effekten.
Effekten har att göra med hur asteroider ojämnt absorberar och strålar ut solens energi. Över tiotals miljoner år är effekten tillräckligt stor för att skjuta asteroider mindre än 20 kilometer över i jovianska resonanser, eller luckor, som levererar dem till landkorsande banor. Ju mindre asteroiden är, desto mer påverkas den av Yarkovsky-effekten.
Planetgeologer har försökt att räkna kratrar och deras storleksfördelning för att få absoluta åldrar för ytor på planeter och månar.
"Men tills vi visste projektilernas ursprung har det varit så mycket osäkerhet att jag trodde att det kunde leda till enormt fel," sa Ström. ”Och nu vet jag att jag har rätt. Till exempel har människor baserat Mars geologiska historia på det tunga kraterobjektet och det är fel eftersom de bara använder en kraterkurva, inte två. "
Försök att date de yttre solsystemkropparna som använder det inre solsystemets kraterrekord är helt fel, sa Strom. Men det borde vara möjligt att mer exakt datera de inre solsystemytorna när forskarna bestämmer kraterfrekvensen från asteroidbombardementet nära jorden, tillade han.
Författarna till Science-dokumentet är Strom, Malhotra och Kring från University of Arizona Lunar and Planetarium Laboratory, och Takashi Ito och Fumi Yoshida från National Astronomical Observatory, Tokyo, Japan.
Originalkälla: UA News Release
