Wielkie późne bombardowanie

Super późno Bombardowanie ( GBT ) to teoretyczny okres w historii Układu Słonecznego rozciągający się od około 4,1 do 3,9 miliarda lat przed dniem dzisiejszym, w trakcie których znaczny wzrost w meteorycznych oddziaływań doszłoby. Lub komety na telluryczne planet .

Istnienie tego okresu wielkich meteorycznych bombardowania nie jest sprawdzony, ale to wywnioskować z pochodzącym z księżycowych skał , poinformował o misji programu Apollo , który dotarł na Księżyc, a które wskazują, że gleby mają wiek d „około 4 miliardy lat, kilkaset milionów lat młodszy od samego Układu Słonecznego . Wynik ten zaskoczył społeczność naukową, która wówczas uważała, że ​​okres intensywnego bombardowania planet przez mniejsze ciała nastąpił zasadniczo bezpośrednio po powstaniu Układu Słonecznego. Istnienie późniejszego bombardowania doprowadziło do powstania scenariusza, w którym znaczące wydarzenie astronomiczne mogło spowodować wznowienie tego bombardowania na Księżycu, a szerzej na całym Wewnętrznym Układzie Słonecznym, kilkaset milionów lat po jego powstaniu. Model nicejski , który przedstawia przekonujący scenariusz powstawania Układu Słonecznego, wyjaśnia to wielkie późne bombardowanie migracją planet olbrzymów ( Jowisza , Saturna , Urana i Neptuna ), które wywołałyby różne rezonanse , prowadzące do destabilizacji pasy asteroid istniejących w tym czasie.

Dane sugerujące jego istnienie

Miejsca lądowania trzech ostatnich misji Apollo, które miały wylądować na Księżycu - Apollo 15 , Apollo 16 i Apollo 17 - zostały wybrane w pobliżu dużych basenów uderzeniowych: odpowiednio Morza Deszczu ( Mare Imbrium ), Morza Nektarów ( Mare Nectaris ) i Morze Spokoju ( Mare Serenitatis ). Datowanie próbek skał księżycowych sprowadzonych na Ziemię ujawniło, że ich wiek wahał się w stosunkowo wąskim zakresie, około 3,8 do 4,1 miliarda lat temu. Hipoteza, sugerowane przez tych obserwacji, z dużą ilością uderzeń w tym czasie nie został natychmiast przyjęty, ale stopniowo wzmacniane przez pochodzącym z meteorytów znalezionych na Ziemi i pochodzących z Księżyca, po niektórych. Został eksmitowany następstwie znaczącego wpływu. Księżycowe meteoryty rzeczywiście dają możliwość zbadania całej powierzchni Księżyca, a nie tylko kilku miejsc lądowania misji Apollo. Ich niedawne analizy wskazują, że żaden z nich nie jest starszy niż 3,92 miliarda lat, a wiek jest czasem nowszy, ale dotyczy malejącej liczby meteorytów.

Na Ziemi ślady tych bardzo starożytnych uderzeń prawie nie istnieją z powodu erozji , ale datowanie skał lądowych nigdy nie przekracza 4 miliardów lat. Kiedyś ten wynik był postrzegany jako dowód na to, że Ziemia pozostawała płynna przez długi czas i do tego czasu nie zestaliła się na powierzchni. Obecne modele wskazują, że czas krzepnięcia był znacznie krótszy; Wynika z tego, że dokładne obliczenie strumieni promieniowania emitowanego przez powierzchnię ziemi w wysokiej temperaturze oraz potencjalnych źródeł niezbędnych do zapewnienia tego zaopatrzenia w energię powinno pozwolić zgadnąć.

Znajdujemy również wiek 4,404 miliarda lat dla cyrkonów hadisowych w Yilgarn Craton w zachodniej Australii , powstałych w warunkach wodnych. Teoria wielkiego późnego bombardowania może wyjaśnić względną młodość skorupy ziemskiej w warunkach znacznie krótszego początkowego tempa ochładzania się podczas Hadeanu .

Umywalka Caloris na Merkurym , a także umywalka Hellas na Marsie , które są największe zbiorniki wpływu na ich planecie, również datę, od tego czasu.

Charakterystyka

Wydaje się, że wielkie późne bombardowanie, zgodnie z teorią, wpływa na planety ziemskie w sposób globalny: Księżyc , Ziemię , Marsa , Wenus , Merkurego, a także (4) Westę . Jego szacowany czas trwania wynosi od 50 do 150 milionów lat, przy czym skupia się na 3,9 miliarda lat. Tempo bombardowań jest szacowane na 20 000 razy większe niż obecnie obserwowane na Ziemi, co odpowiada np. Uderzeniu obiektu o długości ponad 1  km co 20 lat.

Przyczyna (y)

Kataklizmiczne bombardowanie, późne w stosunku do powstania Układu Słonecznego, jest możliwe tylko wtedy, gdy istnieje zbiornik małych ciał, które pozostawały stabilne przez 600 milionów lat, zanim zostały zdestabilizowane przez spust. Wyzwalaczem może być zmiana struktury orbitalnej planet olbrzymów. Obecny pas asteroid jest prawdopodobnie zbyt mały, aby wyjaśnić zaobserwowane bombardowanie . Wydaje się, że konieczny jest znacznie większy zbiornik małych obiektów. Taki zbiornik mógł istnieć po uformowaniu się planet Układu Słonecznego, pozostawiając w bardziej zewnętrznych regionach (poza orbitami Urana i Neptuna ) dużą masę (ponad 30 mas ziemskich) obiektów .

Najbardziej udany scenariusz wyjaśniający to bombardowanie został zaproponowany w 2005 roku . Scenariusz ten proponuje jako wyzwalacz przejście przez rezonans orbitalny 2: 1 między Jowiszem a Saturnem, to znaczy, że Jowisz widziałby, jak okres jego obrotu wokół Słońca osiągnął dokładnie dwa razy więcej niż Saturn. Zjawisko to jest przyczyną masowej destabilizacji małych ciał zewnętrznych Układu Słonecznego, z których niektóre zostałyby następnie wyposażone w orbity o wysokiej ekscentryczności , pozwalające im dotrzeć do wewnętrznych regionów Układu Słonecznego, gdzie mogłyby zderzyły się z planetami ziemskimi. Odsetek tych obiektów z dużym mimośrodem jest niski (około 0,1%), ale wystarczający, biorąc pod uwagę całkowitą masę dostępnych planetozymali .

Jak rozwija się scenariusz

W tym scenariuszu Jowisz i Saturn są początkowo stosunkowo blisko swojej obecnej konfiguracji, Saturn jest bliżej Słońca niż obecnie, a Jowisz dalej, a Saturn pozostaje dalej od Słońca niż Jowisz. W tym czasie stosunek okresów obrotów obu planet jest nieco mniejszy niż 2. Uran i Neptun są również bliżej Słońca niż obecnie, Neptun jest jeszcze bliżej niż Uran (odległość odpowiednio 12 i 14 jednostek astronomicznych ). Początkowa faza powstawania planet olbrzymów oczyściła wewnętrzny układ słoneczny ze wszystkich szczątków ( planetozymali ), które tam pierwotnie się znajdowały. Tylko jeden dość masywny dysk (od 30 do 50 mas Ziemi) pozostaje poza orbitami Urana i Neptuna .

Dopóki Jowisz i Saturn nie są w rezonansie orbitalnym, konfiguracja jest w stanie względnie stacjonarnym. W momencie przejścia Saturna w rezonans 2: 1 uzyskuje on znaczną ekscentryczność orbity , pozwalającą mu dotrzeć podczas aphelium do odległych regionów Układu Słonecznego na orbicie. Wtedy staje się prawdopodobne, że wejdzie w interakcje z Uranem i Neptunem, które są silnie zaburzone. W szczególności Neptun doświadcza bardzo nagłej zmiany promienia swojej orbity (wariacja wyjaśniona przez model nicejski ), ponad dwukrotnie, stając się większy niż promień Urana, który również rośnie. Ten wzrost promienia orbity Neptuna bardzo silnie zakłóca zewnętrzny dysk planetozymali, którego część jest wyrzucana z Układu Słonecznego, druga część migruje do bardziej zewnętrznych regionów, dając początek pasowi Kuipera i ostatniej małej części. migruje do bardziej wewnętrznych regionów. Ten ostatni częściowo zderzy się z planetami ziemskimi, powodując wielkie późne bombardowanie. Wypędzone planetozymale stanowią zdecydowanie największą populację: ponad 99% całkowitej masy.

Elementy zgodne z tą teorią

Oprócz jego zdolności do wyjaśnienia powstawania ziemskich i księżycowych skorup 600 milionów lat później niż uformowanie się Układu Słonecznego, scenariusz wielkiego późnego bombardowania wyjaśnia szereg innych cech Układu Słonecznego:

Uwagi i odniesienia

  1. (w) A. Crida , Formacja Układu Słonecznego  " , Zaproszona rozmowa przeglądamy powstawanie Układu Słonecznego, na konferencji JENAM 2008. Pojawił się w „Reviews in Modern Astronomy, 21” , 2009( czytaj online )
  2. (w) F. Tera , DA Papanastassiou i GJ Wasserburg , Isotopic evidence for a terminal lunar cataclysm , Earth and Planetary Science Letters , 22 , 1 (1974) Patrz online (dostęp ograniczony) .
  3. (w) BA Cohen , TD Swindle & DA Kring , Wsparcie dla Lunar Cataclysm Hipoteza z meteorytu księżycowego oddziaływania Melt średniowiecza , Science , 290 , 1754-1756 (2000) Zobacz online .
  4. „Wielkie późne bombardowanie (LHB) i formowanie się Układu Słonecznego”, seminarium wygłoszone 20 listopada 2006 r. Przez Alessandro Morbidelli w Obserwatorium Paryskim w Internecie .
  5. Zobacz artykuł na temat LHB (lub Bombardement Intense Tardif ), Biuletyn Informacji Naukowej CNES , wrzesień 2005
  6. (w) Rodney Gomes , Harold F. Levison , Kleomenis Tsiganis & Alessandro Morbidelli , Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets , Nature , 435 , 466-469 (2005) Patrz online (dostęp ograniczony) .
  7. Film pokazujący ewolucję orbit planet olbrzymów i pozycje planetozymali (plik .avi , 34 Mb)

Zobacz też

Powiązane artykuły

Link zewnętrzny