Ay toprağındaki cam boncuklar, Ay ve Dünya’daki eski asteroit bombardımanlarını ortaya koyuyor

2020’de Çin’in Chang’e 5 misyonu, bir kilogramdan fazla ay kayası ve toprağı örnekledi ve onu Dünya’ya geri getirdi. Örnekler, asteroitler aya çarptığında ve çarpma bölgesinin etrafına erimiş kaya damlacıkları sıçradığında oluşan sayısız küçük cam boncuk içeriyor.

Bu cam boncukları ve bulundukları yerin yakınındaki çarpma kraterlerini ayrıntılı olarak analiz ettik. sonuçlarımız, yayınlanan Bilim Gelişmelerison 2 milyar yılda aya çarpan asteroitlerin tarihi hakkında yeni ayrıntılar ortaya koyuyor.

Özellikle, 66 milyon yıl önce dinozorların yok olmasına yol açan Chicxulub etkisi de dahil olmak üzere, Dünya üzerindeki etkilerle aynı zamanlarda meydana gelen birkaç çarpma dalgasının izlerini bulduk.

Milyarlarca yıllık uzay kayaları

Göktaşı çarpmalarının yıkıcı gücü insanlık tarihi boyunca görülmüştür. 2013’teki son zamanlarda kayda değer olay, muhteşem Chelyabinsk meteoru yüzlerce insanı yaraladıtarihsel etkilere kıyasla nispeten küçük bir olaydı.

Dünyanın uzun jeolojik tarihi boyunca çeşitli ölçeklerde etkiler meydana geldi. Sadece yaklaşık 200 çarpma krateri erozyon ve jeolojik aktivite sürekli olarak gezegenimizin yüzeyini değiştiriyor ve geçmiş etkilere dair kanıtları siliyor.

Çarpma kraterlerinin kaybolmadığı ayda, birkaç yüz milyon tane tanınabilir. Dünya’nın, yaşamının başlarında benzer bir sarsıcı mermi yağmuru yaşadığını hayal etmek zor değil.

Güneş sistemi son 4,5 milyar yılda evrimleştikçe, uzay kayaları Dünya ve diğer gezegenler tarafından süpürüldükçe asteroitlerin sayısı katlanarak azaldı.

Ancak bu sürecin detayları belirsizliğini koruyor. Güneş sistemindeki Dünya, ay ve diğer gezegenler üzerindeki etkilerin sayısında zaman içinde düzgün bir düşüş oldu mu? Bu genel düşüş arka planına karşı çarpışmaların daha sık hale geldiği dönemler var mı? Gelecekte çarpışmaların aniden artma olasılığı var mı?

sıçramış cam

Cevap aramak için mevcut en iyi yer aydır ve mevcut en iyi örnekler, Chang’e 5’in eve getirdiği gibi ay topraklarıdır.

Ay toprağı, boyutları birkaç milimetreden bir milimetreye kadar değişen küresel katılaşmış eriyik (cam) damlacıkları içerir. Bu damlacıklar, hedef kayayı eriten yüksek hızlı darbeler sırasında oluşur.

Eriyen damlacıklar, çarpma kraterinin çevresinde onlarca veya muhtemelen yüzlerce kilometre boyunca sıçrayabilir.

Bu damlacıkların kimyasal yapısını ve radyoaktivitesini analiz ederek, kaç yaşında olduklarını belirleyebiliriz. Damlacıkların yaşları bize bu etkilerin ayda ne zaman gerçekleştiğine dair bir gösterge verir.

Her ay toprağı numunesinin birden fazla etki kaydettiği görülüyor. Etkilerin yaşları, en küçüğü sadece birkaç milyon yaşında olmak üzere son ~ 4 milyar yıla yayılmıştır.

Basit bir iniş sitesi

Chang’e 5, örneklerin toplandığı aydaki diğer sitelere kıyasla nispeten basit bir jeolojik geçmişi olan bir bölgeye indi.

İniş alanı, yaklaşık 400 kilometre çapında geniş bir bazaltik platonun ortasında. Plato, genel olarak ay kabuğunun yaşına göre genç olan “sadece” 2 milyar yaşındadır.

Bu, sitenin geçmişinin daha kısa ve çözülmesi daha kolay olduğu anlamına gelir. Bu, çevredeki ay yüzeyinin uydu görüntüleri aracılığıyla kimyasal ve kronolojik verileri yorumlamanın yanı sıra yakındaki etkilerden kaynaklanan damlacıkları tanımlamayı kolaylaştırdı.

Bu yorumu, damlacıkların farklı boyutlardaki çarpmalarda nasıl oluşacağını ve sıçrayacağının modellenmesiyle birleştirdik.

Görünen o ki, çarpma sadece 100 metre genişliğinde bir krater bıraksa bile, cam damlacıkları çarpma bölgesinden 20 ila 100 kilometre uzağa taşınabiliyor. Modeller ayrıca, 1 kilometreden daha geniş kraterler oluşturan darbelerin damlacıkları üretmede daha verimli olduğunu gösteriyor.

Tüm bu bilgiler, numuneden çıkarılan camların üretiminden sorumlu belirli çarpma kraterlerinin araştırılmasının başlatılmasına yardımcı oldu.

krater avı

Chang’e 5’in iniş alanını çevreleyen bazaltik plato, 100 metreden büyük 100.000’den fazla krater içeriyor. Olasılıklar piyangoyu kazanmaktan biraz daha iyi olsa da, cam damlacıkları menşe kraterleriyle eşleştirmek bir olasılık oyunudur.

Bazı kraterlerin numunedeki cam damlacıkların bir kısmının kaynağı olabileceğini söyleyebiliriz. Bununla birlikte, bu eşleşme başka bir önemli sonuca yol açtı.

Önceki çalışmalar, tek tek toprak örneklerinde cam damlacıklarının yaş dağılımının düzensiz olduğunu bulmuştu. Zaman çizelgesinde çok sayıda damlacık içeren ve çok az veya hiç olmayan dönemler vardır.

Chang’e 5 numunelerindeki cam analizimiz ve bunları belirli kraterlere bağlama çabalarımız, darbe hızında zaman içinde bir değişimi doğrulamaktadır.

Ek olarak, bu damlacıklardan tespit edilen dönemlerin yaşları, asteroit kuşağından kaynaklanan bir dizi mevcut göktaşı grubunda görülenlere benzer görünmektedir. Bu göktaşı grupları, asteroit kuşağı içindeki eski çarpışmaların sonuçları olabilir.

Bu küme yaşlarından biri de dinozor neslinin tükenmesine denk geliyor. Çalışmamız bunu ayrıntılı olarak incelemedi, ancak bu tesadüf, henüz bilinmeyen nedenlerle, küçük cisimlerin güneş sistemindeki düzenli yörüngelerinin kararsızlaştığı ve Dünya’ya veya aya çarpabilecekleri yörüngelere yöneldiği dönemler olduğunu gösterebilir.

Birlikte ele alındığında, bu yaşlar, Dünya’nın tarihi boyunca iç güneş sistemi boyunca çarpışmaların arttığı dönemler olabileceğini düşündürmektedir. Bu, Dünya’nın aynı zamanda, çarpma hızının normalden daha yüksek olduğu dönemler yaşayabileceği ve gelecekte benzer artışların mümkün olabileceği anlamına gelir.

Böyle bir artış gezegendeki yaşamın evrimini nasıl etkiler? Bu bir gizem olarak kalıyor.

Bu makale şuradan yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.