Вялікая, хутка рухаецца маса, якая наносіць удар па Зямлі, безумоўна, можа выклікаць масавае выміранне. Аднак такая тэорыя запатрабуе сур'ёзных доказаў перыядычных уздзеянняў, якіх, здаецца, не мае на Зямлю. Імідж: Дон Дэвіс / НАСА.

Ці з'яўляюцца перыядычныя масавыя выміранні? І мы павінны адзін?

За 65 мільёнаў гадоў уплыў знішчыў 30% усяго жыцця на Зямлі. Ці можа быць яшчэ адзін немінучы?

"Тое, што можна сцвярджаць без доказаў, можа быць адхілена без доказаў". -Крыстафер Хітчэнс

65 мільёнаў гадоў таму масіўны астэроід, магчыма, праз пяць-дзесяць кіламетраў, ударыў Зямлю з хуткасцю звыш 20 000 міль у гадзіну. Пасля катастрафічнага сутыкнення гіганцкія гегемоты, вядомыя як дыназаўры, якія панавалі над паверхняй Зямлі больш за 100 мільёнаў гадоў, былі знішчаны. На самай справе, каля 30% усіх відаў, якія зараз існуюць на Зямлі, былі знішчаны. Гэта быў не першы раз, калі Зямлю ўдарыў такі катастрафічны аб'ект, і ўлічваючы тое, што там, верагодна, гэта будзе не апошнім. Ідэя, якая разглядалася некаторы час, заключаецца ў тым, што гэтыя падзеі на самай справе перыядычныя, выкліканыя рухам Сонца праз галактыку. Калі гэта так, мы павінны быць у стане прадказаць, калі будзе наступны і ці будзем мы жыць у перыяд моцна павышанага рызыкі.

Трапленне ў гіганцкі кавалак хуткаснага касмічнага смецця заўсёды ўяўляе небяспеку, але найбольшая небяспека была ў першыя дні Сонечнай сістэмы. Крэдыт на малюнак: НАСА / GSFC, БЕЛУНСКАЕ ПАСЛУГА - Цяжкія бамбаванні.

Заўсёды існуе пагроза масавага вымірання, але галоўнае ў тым, каб дакладна вызначыць гэтую небяспеку. Пагрозы вымірання нашай Сонечнай сістэмы - ад касмічных бамбаванняў - звычайна прыходзяць з двух крыніц: пояса астэроіда паміж Марсам і Юпітэрам, а таксама пояса Койпера і воблака Оорта за межамі арбіты Нептуна. Што тычыцца пояса астэроіда, які падазраецца (але не дакладна), паходжанне забойцы дыназаўраў, то нашы шанцы трапіць у вялікі аб'ект з часам значна памяншаюцца. Для гэтага ёсць важкая прычына: колькасць матэрыялаў, якія знаходзяцца паміж Марсам і Юпітэрам, з часам высільваецца, і няма механізму папаўнення яго. Мы можам зразумець гэта, паглядзеўшы на некалькі рэчаў: маладыя Сонечныя сістэмы, раннія мадэлі нашай Сонечнай сістэмы і большасць беспаветраных светаў без асабліва актыўных геалогій: Месяца, Меркурыя і большасці спадарожнікаў Юпітэра і Сатурна.

Выданні з усёй лунальнай паверхняй з найвышэйшым дазволам нядаўна былі зроблены Месяцовым арбітрам разведкі. Марыя (маладзейшыя, больш цёмныя рэгіёны) відавочна менш створаная, чым у месяцовым нагор'і. Малюнак: НАСА / GSFC / Арызонскі дзяржаўны універсітэт (укладальнік І. Антоненка).

Гісторыя ўздзеянняў нашай Сонечнай сістэмы літаральна напісана на тварах светаў, падобных да Месяца. Там, дзе знаходзяцца месяцовыя нагор'і - больш светлыя плямы - мы можам бачыць шматгадовую гісторыю ўзмоцненых кратэраў, якія сустракаюцца ў самыя першыя дні Сонечнай сістэмы: больш за 4 мільярды гадоў таму. Унутры ёсць вялікая колькасць буйных кратэраў з меншымі і меншымі кратэрамі: сведчанне таго, што на ранніх этапах была неверагодна высокая ўздзеянне. Аднак, калі паглядзець на цёмныя раёны (месяцовыя марыі), можна ўбачыць значна менш кратэраў. Радыёметрычныя знаёмствы паказваюць, што большасць гэтых раёнаў маюць узрост ад 3 да 3,5 мільярдаў гадоў, і нават гэта дастаткова адрозніваецца ад таго, што колькасць кратэраў значна меншая. Самыя маладыя рэгіёны, якія знаходзяцца ў Oceanus Procellarum (найбуйнейшай кабыле на Месяцы), усяго 1,2 мільярда гадоў і маюць найменшую крэціну.

Вялікі катлаван, паказаны тут, Oceanus Procellorum, - самы вялікі, а таксама адзін з самых маладых з усіх месяцовых марыяў, пра што сведчыць той факт, што ён адзін з найменш краціраваных. Крэдыт малюнка: касмічны карабель NASA / JPL / Galileo.

З гэтых доказаў мы можам зрабіць выснову, што пояс астэроіда з часам становіцца ўсё мякчэй і меншым, паколькі хуткасць кратэравання падае. Вядучая школа думак заключаецца ў тым, што мы яшчэ гэтага не дасягнулі, але ў нейкі момант на працягу наступных некалькіх мільярдаў гадоў Зямля павінна выпрабаваць свой апошні вялікі ўдар астэроідаў, і калі ў свеце яшчэ ёсць жыццё, апошняе масавае выміранне падзея, якая ўзнікла ў выніку такой катастрофы. Сёння астэроідны пояс уяўляе меншую небяспеку, чым калі-небудзь у мінулым.

Але воблака Оорта і пояс Койпера - гэта розныя гісторыі.

Пояс Койпера - гэта месца найбольшай колькасці вядомых аб'ектаў у Сонечнай сістэме, але воблака Оорта, больш слабым і больш аддаленым, не толькі ўтрымлівае значна больш, але і, хутчэй за ўсё, будзе абурана прахадной масай, як іншая зорка. Імідж: НАСА і Уільям Кроч.

За межамі Нептуна ў знешняй Сонечнай сістэме ёсць вялікі патэнцыял для катастрофы. Сотні тысяч - калі не мільёны - буйных ледзяных і каменных кавалкаў чакаюць на нязначнай арбіце вакол нашага Сонца, дзе праходная маса (як Нептун, іншы абласны аб'ект пояса / воблака Оорта, альбо мінаючая зорка / планета) патэнцыял гравітацыйна парушыць яго. Збой можа мець любую колькасць вынікаў, але адзін з іх - накіраваць яго да ўнутранай Сонечнай сістэмы, куды ён можа прыйсці як бліскучая камета, але там, дзе ён таксама можа сутыкнуцца з нашым светам.

Кожныя 31 мільён гадоў або каля таго Сонца рухаецца праз галактычную плоскасць, перасякаючы вобласць найбольшай шчыльнасці з пункту гледжання шырыні галактык. Малюнак: NASA / JPL-Caltech / R. Шкода (асноўная ілюстрацыя галактыкі), мадыфікаваная карыстальнікам Wikimedia Commons Cmglee.

Узаемадзеянне з Нептунам або іншымі аб'ектамі ў воблаку Койпера / Оорта выпадковае і не залежыць ад усяго іншага, што адбываецца ў нашай галактыцы, але магчыма, што праходзячы праз багаты зоркамі рэгіён - напрыклад, галактычны дыск ці адзін з нашых спіральных плячэй - можа ўзмацніць шанцы штормы каметы і верагоднасць удару каметы на Зямлю. Калі Сонца рухаецца па Млечным Шляху, на яго арбіце знаходзіцца цікавая дзівотнасць: прыблізна раз у 31 мільён гадоў ён праходзіць праз галактычную плоскасць. Гэта проста арбітальная механіка, бо Сонца і ўсе зоркі ідуць па эліптычных шляхах вакол цэнтра галактыкі. Але некаторыя людзі сцвярджаюць, што існуе доказ перыядычных выміранняў на тым жа тэрміне, што можа выказаць здагадку, што гэтыя выміранні выклікаюцца штормай каметы кожныя 31 млн гадоў.

Працэнт відаў, якія вымерлі за розныя часовыя прамежкі. Самым буйным знікненнем з'яўляецца Пермска-трыясавая мяжа каля 250 мільёнаў гадоў таму, прычына якой да гэтага часу невядома. Крэдыт малюнкаў: карыстальнік Wikimedia Commons Smith609, з дадзенымі Raup & Smith (1982) і Rohde and Muller (2005).

Гэта праўдападобна? Адказ можна знайсці ў дадзеных. Мы можам паглядзець на асноўныя падзеі знікнення на Зямлі, пра што сведчаць дадзеныя выкапняў. Метад, які мы можам выкарыстоўваць, гэта падлічыць колькасць родаў (на адзін крок больш родавых, чым "віды", у тым, як мы класіфікуем жывых істот; для людзей "homo" у homo sapiens - наш род), якія існуюць у любы момант часу. Мы можам зрабіць гэта, вярнуўшыся больш чым на 500 мільёнаў гадоў у часе, дзякуючы дадзеных, знойдзеных у ападкавай пародзе, якія дазваляюць нам даведацца, які адсотак існаваў, і таксама загінуў у любы перыяд часу.

Затым мы можам шукаць узоры гэтых падзей. Самы просты спосаб зрабіць гэта колькасна, каб зрабіць пераўтварэнне Фур'е гэтых цыклаў і паглядзець, дзе (калі дзе-небудзь) узнікаюць узоры. Калі б мы бачылі падзеі масавага вымірання кожныя 100 мільёнаў гадоў, напрыклад, калі кожны раз было вялікае падзенне колькасці родаў з такім дакладным перыядам, то пераўтварэнне Фур'е паказвала б велізарны шып з частатой 1 / (100 млн гадоў). Такім чынам, давайце разбярэмся: што паказваюць дадзеныя аб выміранні?

Паказчык біяразнастайнасці і змены колькасці родаў, якія існуюць у любы момант часу, дазваляюць вызначыць найбольш важныя падзеі вымірання за апошнія 500 мільёнаў гадоў. Крэдыт малюнка: карыстальнік Wikimedia Commons Альберт Местрэ, з дадзенымі Rohde, RA і Muller, RA

Існуе некалькі адносна слабых доказаў шыпа з частатой 140 мільёнаў гадоў, і яшчэ адзін, крыху больш моцны, у 62 мільёны гадоў. Дзе аранжавая стрэлка, вы можаце ўбачыць перыядычнасць 31 мільёна гадоў. Гэтыя два шыпы выглядаюць велізарнымі, але гэта толькі адносна іншых шыпоў, якія зусім нязначныя. Наколькі моцныя аб'ектыўна гэтыя два шыпы, якія з'яўляюцца нашымі сведчаннямі перыядычнасці?

Гэтая лічба паказвае пераўтварэнне Фур'е ў падзеях знікнення за апошнія 500 мільёнаў гадоў. Аранжавая стрэлка, устаўленая Э. Зігелем, паказвае, куды ўкладваецца перыядычнасць у 31 мільён гадоў. Крэдыт малюнка: Rohde, RA & Muller, RA (2005). Цыклы ў разнастайнасці выкапняў. Прырода 434: 209–210.

У тэрмін усяго каля 500 мільёнаў гадоў, вы можаце змясціць толькі тры магчымыя масавыя выміранні 140 мільёнаў гадоў, і толькі каля 8 магчымых 62 мільёнаў гадоў. Тое, што мы бачым, не ўпісваецца ў падзеі, якія адбываюцца кожныя 140 мільёнаў альбо кожныя 62 мільёны гадоў, але, калі мы бачым падзею ў мінулым, ёсць большая верагоднасць мець яшчэ адну падзею альбо 62, альбо 140 мільёнаў гадоў у мінулым, альбо ў будучыні. . Але, як бачна, няма ніякіх доказаў перыядычнасці знікнення 26–30 мільёнаў гадоў.

Калі мы паглядзім на кратэры, якія мы знаходзім на Зямлі, і геалагічны склад ападкавай пароды, ідэя цалкам развальваецца. З усіх уздзеянняў, якія ўзнікаюць на Зямлю, менш за чвэрць з іх ідзе ад аб'ектаў, якія адбываюцца з воблака Оорта. Яшчэ горш, што межы паміж геалагічнымі тэрмінамі (трыяс / юра, юра / мела або мяжа мелу / палеаген) і геалагічнымі запісамі, якія адпавядаюць падзеям знікнення, толькі падзея 65 мільёнаў гадоў таму паказвае характэрныя попельныя і пласт пылу, які мы звязваем з вялікім уздзеяннем.

Памежны крэйдавы палеагенскі пласт вельмі выразны ў асадкавых пародах, але менавіта тонкі пласт попелу і яго элементарны склад вучаць нас пра іншаземнае паходжанне ўздзеяння, што выклікала масавае выміранне. Малюнак: Джэймс Ван Гундзі.

Ідэя таго, што масавыя выміранні бываюць перыядычнымі, з'яўляецца цікавай і пераканаўчай, але доказаў для гэтага проста няма. Ідэя таго, што праход Сонца праз галактычную плоскасць выклікае перыядычныя ўздзеянні, таксама выдатна распавядае, але зноў няма доказаў. На самай справе, мы ведаем, што зоркі трапляюць у воблака Оорта кожныя паўмільёна гадоў, але мы, вядома, добра размясціліся паміж гэтымі падзеямі ў цяперашні час. У агляднай будучыні Зямля не падвяргаецца павышэнню рызыкі стыхійных бедстваў, якія прыходзяць з Сусвету. Замест гэтага, падобна, нашу вялікую небяспеку ўяўляе адно месца, на якое мы ўсе баяліся глядзець: на сябе.

Цяпер пачынаецца з выбуху на Forbes, і апублікаваны на Medium дзякуючы нашым прыхільнікам Patreon. Этан з'яўляецца аўтарам дзвюх кніг "За межамі Галактыкі" і "Трэкнологія: Навука пра зорны шлях" ад трыкутнікаў да "драйву".