430 000 років тому над Антарктидою вибухнув метеор, залишивши сліди в уламках

 

Залишки космічної породи можуть допомогти пояснити, як часто відбуваються ці космічні вибухи - і загрозу, яку вони представляють для Землі.

Віки тому астероїд довжиною футбольного поля пройшов через Сонячну систему на шляху зіткнення із Землею. Він мчав до південного полюса планети, прагнучи прямо до крижаного, безлюдного простору: Антарктиди.

Це було 430 000 років тому, в середині епохи плейстоцену. В інших місцях деякі найдавніші неандертальці поширювались по Європі, мамонти блукали північною півкулею, а крижані покриви Землі ставали товщі. 

Космічна скеля врізалася в густу атмосферу планети. Тертя розірвало його, і коли метеор, що розпадався, впав у бік Антарктичного плато, він залишив за собою палаючий, розжарений слід. Наближаючись до льоду, метеор вибухнув у небі, випустивши перегрітий струмінь газу та випароване космічне сміття прямо в землю.

Такі види вибухів у повітрі можуть завдати величезної шкоди, але вони не заглиблюють кратери в земній корі - це означає, що виявлення залишків відбитків пальців та визначення того, як часто вони трапляються, було трохи загадковою грою.

Зараз вчені, що вивчають крихітні частинки, знайдені в Антарктиді, виявили докази цього древнього метеоритного вибуху повітря, і вони використали хімічні зачіпки, зафіксовані в частинках, щоб зібрати те, що сталося сотні тисяч років тому.

"Ми знаємо, що астероїди небезпечні, і нещодавні дослідження показали, що спалахи повітря небезпечніші, ніж великі астероїди, оскільки великі астероїди дуже рідкісні", - говорить Маттіас ван Гіннекен , вчений-планетарій з Університету Кента і провідний автор нового дослідження, що описує стародавній вибух у журналі Science Advances .

У 2013 році астероїд розміром із будинок підірвався над російським містом Челябінськ , розбивши скло і поранивши понад 1600 людей. Якби місто було в перехресті великого антарктичного метеору 430 000 років тому, воно було б зруйноване. Вибухова сила була в чотири рази потужнішою за метеорний вибух 1908 року, який сплюснув ліси поблизу Тунгуски (Росія) , і в тисячі разів сильніший за ядерну бомбу, що підірвалась у Хіросімі, Японія.

Вибухи повітря, такі як той над Челябінськом, а також інший, який детонував над Беринговим морем у 2018 році, часто трапляються несподівано, оскільки менші астероїди важко знайти навіть за допомогою найкращих телескопів Землі. "Зараз у нас є спосіб знайти сліди та залишки таких впливів в геологічних записах, що може бути важливим для переоцінки історії впливу нашої планети", - говорить ван Гіннекен.

Заморожені детективи

У лютому 2018 року ван Гіннекен відвідав Антарктиду - подорож, про яку він мріяв - у пошуках космічних сухарів. Як кандидат наук студент, він вивчав крихітні зерна, зібрані з інших польових місць Антарктики, але він ще не бачив мерзлий континент своїми очима. Коли він прибув з бельгійською антарктичною експедицією метеоритів , це був кінець польового сезону, і у них було всього два тижні, щоб обшукати пейзаж, шукаючи мікроскопічні позаземні конфетті.

Команда обстежила два десятки місць, і одне з них - високий, рівний ділянку безплідної скелі, що межує з Антарктичним плато в горах Сер Рондайн - був скарбницею. Очищене льодовиками більше 800 000 років тому місце вершини чудово зберегло космічне сміття.

"В Антарктиді у вас більше нічого не падає на вершину гір - там дуже чисто, немає людської діяльності, немає рослинності", - говорить ван Гіннекен. "Отже, весь матеріал, що падає з космосу, зберігається дуже довго". 

Він та його колеги зібрали понад 12 фунтів осаду з вершини та відвезли його назад у лабораторію. Врешті-решт, вони відібрали 17 сферул - крихітних круглих зерен розплавленого метеориту, ковані під час ударів, для детального вивчення. Відразу, каже Ван Гіннекен, він міг сказати, що чорні зерна чужорідні за походженням, і що щось не зовсім правильно: замість того, щоб бути єдиними сферами, як більшість мікрометеоритів, деякі з них склеїлися.

Коли він та його команда досліджували кисневий склад сферул, зерна виявились ще більш дивними, що містять співвідношення ізотопів кисню, несумісні з відомими астероїдами. Ці співвідношення дозволяли припустити, що сфери утворюються при безпосередньому контакті з антарктичним льодом, що незвично для вибуху повітря.

Сфери дуже нагадували позаземний пил, який вивчав раніше Ван Гіннекен - зерна, вкладені у величезні крижані ядра, витягнуті з сусідньої японської антарктичної станції в Доме Фудзі та з французько-італійської станції в Доме Конкордія на іншому березі континенту. Цим зернам приблизно 430 000 років - вік, який вчені можуть підрахувати, виходячи з їхнього положення в крижаних ядрах - закопаних в 1,5 милі під поверхнею.

Через схожість між зразками команда розсудила, що всі зерна були сформовані під час однієї і тієї ж події. Враховуючи відсутність кратерів в Антарктиді, а також сфери, розкидані по континенту, вони підозрювали, що в далекому минулому стався якийсь мегачелябінський вибух. 

Хімічні підказки

Скласти історію сферул звідти було непросто, хоча частково через дивні ізотопи кисню. Зазвичай сферули, які утворюються з розплавленого метеорита під час вибуху в повітрі, не взаємодіють з поверхнею планети до повторного затвердіння та падіння на Землю. Тож Наталія Артем’єва з Інституту планетних наук за допомогою комп’ютерного моделювання перевірила, чи міг статися складніший тип вибуху повітря.

"Ми вже знали, що такі події трапляються, нам просто потрібно трохи більше тіла, щоб шлейф вийшов на поверхню (але не занадто великий, щоб зробити кратер - просто" цілувати "лід було б ідеально)", - написала Артем'єва . "Після кількох спроб ми знайшли один можливий сценарій".

У моделі удару про Антарктику випароване сміття від вибухаючого астероїда викидається до землі у шлеймі надзвичайно гарячого газу, який нагнітає поверхню планети, як міжпланетове цунамі. Це дещо гібрид між вибухом повітря, схожого на Челябінськ, який не виробляє низхідного шлейфу, і звичайним зіткненням, що створює кратер.

Команда назвала це ударом "приземлення", і це дуже схоже на інші вибухи, які спроектував Марк Босло , фізик  з Університету Нью-Мексико. Босло підозрює, що одна з цих подій є винуватцем таємничого 30-мільйонного скла, розкиданого по Східній Сахарі - гладких жовтих уламків, схожих на морське скло, які спантеличили вчених через незрозумілу в іншому випадку присутність посеред пустелі .

Босло вважає, що симуляції в новому документі є надійними, і що не буде дивно, щоб спалах спалаху вибухнув над доісторичною Антарктидою. Тачдауни можуть нанести смертельний удар, знищуючи все, що знаходиться під ними. А поблизу Землі існує велика кількість космічних порід, які мають правильний розмір - від 300 до 500 футів у поперечнику - для впливу на приземлення, тому життєво важливо зрозуміти, як часто відбуваються ці жорстокі зіткнення з нашою планетою.

"Дуже страшно, коли ти про це думаєш", - каже ван Гіннекен. Однак нові дослідження можуть забезпечити спосіб виявлення інших пошкоджень в геологічних записах, що дозволить вченим краще зрозуміти загрозу, яку ці події представляють для Землі.

Розглядаючи інші можливості

Крістіан  Коберль з Віденського університету вважає тлумачення команди розумним, але він трохи скептичний. Проблема починається, за його словами, з закріплення віку на сферах, що надзвичайно важко зробити. Незважаючи на те, що команда виявила схожість із пилом з інших сайтів, це не залізна асоціація - з цим погоджується ван Гіннекен. 

"Це не обов'язково їх вина, це просто важко зробити", - говорить Коберль. "Це поширена проблема". 

Натомість Коберл каже, що цілком можливо, що сферили старі, як очищена поверхня, де вони були знайдені - реліквії набагато давнішої події, що утворює удар . Якщо це так, можливо, відсутність кратера не так вже й дивно: невеликий ударний загін міг бути стертий зміщенням крижаних покривів.

Коберл каже, що якщо подібні типи ударів є загальними, в геологічних записах повинно бути достатньо доказів їх існування, але наслідки приземлення раніше не були остаточно знайдені. Він також не впевнений, що відношення ізотопу кисню вказує на змішування з льодом. Можливо, команда виявила фрагменти рідкісного типу астероїдів, які вчені раніше не характеризували, але ван Гіннекен вважає, що це малоймовірно.

"Я думаю, що дані хороші, і вимірювання чудові, і інтерпретації не є неможливими, але також не настільки обмеженими даними, як, мабуть, сказано в роботі", - говорить Коберль. "Є більше можливостей, але це цікава історія."

Вчені, які сподіваються з'ясувати, як часто трапляються вибухи повітря, також звертають погляд на небо і проводять детальний перепис об'єктів, які можуть вибухнути над головою. На даний момент у нас досі немає способу відбити космічні небезпеки, але місія, яка розпочнеться пізніше цього року, щоб збити космічний корабель в астероїд і збити його з курсу, може забезпечити один із способів захисту нашої планети .

Тим часом, краще розуміння того, наскільки великим є вибух, який може спричинити вибух повітря, буде мати вирішальне значення для того, щоб допомогти людям на своєму шляху вчасно зійти зі шляху.

Фото: www.nationalgeographic.com

Джерело