Скрытые кратеры показывают, что у Земли когда-то могло быть кольцо, как у Сатурна

Кольца Сатурна являются одними из самых известных и впечатляющих особенностей Солнечной системы. Земля могла когда-то иметь что-то подобное.

В статье, опубликованной в журнале Earth & Planetary Science Letters, мы с коллегами представляем доказательства того, что у Земли могло быть кольцо.

Существование такого кольца, образовавшегося около 466 миллионов лет назад и сохранившегося на протяжении нескольких десятков миллионов лет, могло бы объяснить несколько загадок прошлого нашей планеты.

Аргументы в пользу существования окольцованной Земли

Около 466 миллионов лет назад на Землю начало падать множество метеоритов. Мы знаем это, потому что многие ударные кратеры образовались за геологически короткий период.

В тот же период мы также находим залежи известняка по всей Европе, России и Китаю, содержащие очень высокие уровни обломков определенного типа метеорита. Обломки метеорита в этих осадочных породах показывают признаки того, что они подвергались воздействию космической радиации в течение гораздо меньшего времени, чем мы видим в метеоритах, которые падают сегодня.

В это время также произошло много цунами, о чем свидетельствуют необычные перемешанные осадочные породы.

Мы думаем, что все эти особенности, вероятно, связаны друг с другом. Но что их связывает?

Узор из кратеров

Мы знаем о 21 метеоритном кратере, образовавшемся в этот период сильных ударов. Мы хотели выяснить, есть ли закономерность в их расположении.

Используя модели того, как тектонические плиты Земли двигались в прошлом, мы составили карту, где были все эти кратеры, когда они впервые образовались. Мы обнаружили, что все кратеры находятся на континентах, которые были близки к экватору в этот период, и ни один из них не находится в местах, которые были ближе к полюсам.

Итак, все столкновения произошли вблизи экватора. Но является ли это на самом деле справедливой выборкой произошедших столкновений?

Ну, мы измерили, какая часть поверхности Земли, пригодная для сохранения кратера, находилась вблизи экватора в то время. Только около 30% пригодной земли было близко к экватору, а 70% — в более высоких широтах.

При нормальных обстоятельствах астероиды, падающие на Землю, могут упасть на любой широте, в случайном порядке, как мы видим на примере кратеров на Луне, Марсе и Меркурии.

Поэтому крайне маловероятно, что все 21 кратер этого периода образовались бы вблизи экватора, если бы они не были связаны друг с другом. Мы бы ожидали увидеть много других кратеров также и на более высоких широтах.

Мы считаем, что лучшим объяснением всех этих свидетельств является то, что крупный астероид распался во время близкого столкновения с Землей. В течение нескольких десятков миллионов лет обломки астероида падали на Землю, создавая узор из кратеров, осадков и цунами, который мы описали выше.

Как образуются кольца

Вы, возможно, знаете, что Сатурн — не единственная планета с кольцами. Юпитер, Нептун и Уран тоже имеют менее заметные кольца. Некоторые ученые даже предположили, что Фобос и Деймос, малые луны Марса, могут быть остатками древнего кольца.

Итак, мы много знаем о том, как образуются кольца. Вот как это работает.

Когда маленькое тело (например, астероид) проходит близко к большому телу (например, планете), оно растягивается гравитацией. Если оно подойдет достаточно близко (в пределах расстояния, называемого пределом Роша), маленькое тело распадется на множество мелких кусочков и небольшое количество более крупных.

Все эти фрагменты будут толкаться и постепенно превратятся в кольцо обломков, вращающееся вокруг экватора большего тела. Со временем материал в кольце упадет на большее тело, где более крупные фрагменты сформируют ударные кратеры. Эти кратеры будут располагаться близко к экватору.

Таким образом, если бы Земля уничтожила и захватила пролетающий астероид около 466 миллионов лет назад, это объяснило бы аномальное расположение ударных кратеров, обломков метеоритов в осадочных породах, кратерах и цунами, а также относительно кратковременное воздействие космической радиации на метеориты.

Гигантский зонтик?

В то время континенты находились в разных положениях из-за континентального дрейфа. Большая часть Северной Америки, Европы и Австралии находилась близко к экватору, тогда как Африка и Южная Америка находились в более высоких южных широтах.

Кольцо было бы вокруг экватора. И поскольку ось Земли наклонена относительно ее орбиты вокруг Солнца, кольцо затеняло бы части поверхности Земли.

Это затенение, в свою очередь, могло вызвать глобальное похолодание, поскольку на поверхность планеты попадало меньше солнечного света.

Это подводит нас к еще одной интересной загадке. Около 465 миллионов лет назад наша планета начала резко остывать. 445 миллионов лет назад наступил Хирнантский ледниковый период, самый холодный период за последние полмиллиарда лет.

Было ли кольцо, затеняющее Землю, ответственным за это экстремальное охлаждение? Следующий шаг в нашем научном расследовании — создание математических моделей того, как астероиды распадаются и рассеиваются, и как образующееся кольцо развивается с течением времени. Это заложит основу для моделирования климата, которое исследует, насколько сильное охлаждение может быть вызвано таким кольцом.

Информация от: The Conversation