La historia de nuestro planeta está llena de eventos y cataclismos difíciles de explicar, que incluyen:
1) El enigma de la aparición del satélite de la Tierra: la Luna;
2) El motivo de la muerte de los dinosaurios.
Esta hipótesis une estos dos eventos en una sola línea de relaciones de causa y efecto.
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1. Anomalía del iridio
La principal hipótesis de la extinción de los dinosaurios es la hipótesis de impacto de Louis y Walter Alvarez, que sugiere la muerte de los dinosaurios por las consecuencias de la caída de un asteroide en la Península de Yucatán en México. El cráter Chiksulub y el mayor contenido de iridio en la capa en el límite Cretácico-Paleógeno se dan en apoyo de esto. El salto en el contenido de iridio en el suelo se considera el momento de la caída del asteroide y el inicio de un cataclismo a gran escala.
El análisis químico del suelo en la capa de arcilla en el límite Cretácico-Paleógeno mostró un exceso del contenido promedio de iridio de 10 a 30 veces. Y en algunos lugares de la Tierra, el exceso tiene valores aún mayores.
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Según el cronograma elaborado por el grupo Álvarez, se traza claramente el momento del inicio del cataclismo. Se observa un aumento brusco y agudo de la acumulación de iridio en la capa (Fig. 1).
Figura: 1. Gráfico elaborado por el grupo de Álvarez.
Prestemos atención a la cantidad de iridio que ingresa al suelo. Se puede ver cómo hasta el final del período Cretácico, hasta el límite de hace 65 millones de años, la cantidad de iridio que ingresó al suelo fue uniforme (Fig. 2).
Figura 2. Tasa de iridio que ingresa al suelo.
Luego, en algún momento, hubo un fuerte salto en la cantidad de iridio en el suelo, su ingesta instantáneamente aumentó 10 veces (Fig. 3).
Fig. 3. Aumento de la ingesta de iridio.
Esto sugiere que ha ocurrido algún evento que ha llevado a un fuerte aumento en el suministro de iridio. El evento tuvo escala planetaria, ya que un aumento de iridio en este período se encuentra en todo el planeta.
Además, es visible una característica muy interesante: después de un fuerte aumento en la cantidad de iridio, continúa el período de su ingesta máxima, que dura 5 mil años. Luego, a lo largo de 15 mil años, hay una disminución gradual en el suministro de iridio. Y solo 20 mil años después del comienzo de algún evento, la cantidad de iridio que ingresó al suelo volvió a su valor normal (Fig. 4).
Figura 4. Disminución suave del suministro de iridio durante 15 mil años.
La ingesta excedente de iridio no se detuvo después de un fuerte aumento, incluso durante un período relativamente corto de años o siglos. Y continuó haciéndolo durante decenas de miles de años. Surge la pregunta: ¿podría el polvo de la caída del asteroide asentarse durante tanto tiempo? ¡Hasta 20 mil años! Y los tamaños del asteroide, de 10 km de diámetro, y de la Tierra, de 12,742 km de diámetro, no son comparables. Lo máximo de lo que es capaz un asteroide de este tipo es la contaminación atmosférica regional, terremotos y tsunamis. Ninguna fuente puntual podría haber dado lugar a una distribución tan amplia y uniforme de iridio en todo el planeta. Además, resultó que el iridio puede ser de origen terrestre. Los estudios de los productos de eyección del volcán Kilauea, ubicado en las islas hawaianas, han mostrado una concentración inusualmente alta de iridio. Además, se demostró queque el iridio no provenía de la erupción de lava, sino que salía con cenizas volcánicas y gases a la atmósfera, lo que aseguraba su extensa dispersión. Resultó que este volcán da más iridio que meteoritos.
La muerte de los dinosaurios por el aumento de la actividad volcánica es la segunda hipótesis, junto con la del impacto. Hace entre 60 y 68 millones de años, se produjo una efusión masiva de magma de fallas en el suelo en el subcontinente indio, como lo demuestran las trampas en la meseta de Deccan en India. Pero la razón de la extensa actividad volcánica en el planeta sigue sin estar clara.
Un solo esqueleto es interesante para identificar una especie, pero no puede revelar el motivo de la extinción de toda la especie. El descubrimiento de "cementerios de dinosaurios", donde se mezclan los huesos rotos de dinosaurios herbívoros y carnívoros, sugiere que ocurrió un evento que reunió a dinosaurios de diferentes especies en un solo lugar, del cual no pudieron salir. Los dinosaurios no se asfixiaron con las cenizas ni murieron de hambre, sino que murieron por un impacto físico externo, independientemente de su tipo y tamaño. El descubrimiento de fosas comunes de dinosaurios en todos los continentes habla de eventos globales que tuvieron lugar en todas partes con la misma intensidad y barrieron el planeta muchas veces. Este no fue el impacto de un solo asteroide o una erupción regional de un grupo de volcanes. El evento tuvo una escala catastrófica planetaria de un milenio de duración.
Todo lo anterior sugiere que la caída del asteroide no podría provocar procesos geológicos a largo plazo. Para una muerte tan masiva de especies enteras en todo el planeta, es necesario un evento que no sea un punto, local, pero igualmente catastrófico para cada parte del planeta, para cada rincón. Y no durará años y siglos, sino milenios. Como resultado, los continentes cambiaron, las montañas colapsaron, el lecho marino se elevó y los mares y océanos desbordaron sus costas, enterrando colonias enteras de dinosaurios debajo de ellos y arrojando grandes depredadores marinos a la tierra. Dejando una oportunidad de supervivencia solo para animales pequeños y ágiles, capaces de dejar un lugar peligroso en el tiempo. Ni una sola especie que pesa más de 25 kg sobrevivió al desastre.
2. El origen de la luna
La luna ha sido llamativa durante milenios y ha sido objeto de estudio. Pero incluso con tanta atención, la Luna sigue guardando muchos secretos. En primer lugar, esta es la cuestión del origen de la luna. ¿Cómo pudo haberse formado un satélite tan grande en comparación con el planeta a una distancia tan cercana de la Tierra? ¿Dónde tiene el sistema Tierra-Luna un momento angular tan inusualmente alto?
Entre las muchas hipótesis sobre el origen de la luna, se considera que la hipótesis de una colisión de una proto-tierra con un cuerpo celeste es la principal. Como resultado de la colisión, la Luna se formó a partir de la sustancia expulsada. Otra hipótesis es la hipótesis de la captura de la luna que pasa.
Cada hipótesis tiene sus propias consideraciones, tanto "a favor" como "en contra".
Se considera que el principal inconveniente de la hipótesis de captura es una órbita casi circular de la Luna, que se excluye cuando se captura un cuerpo que pasa volando. En este caso, la órbita de la Luna debería tener la forma de un elipsoide muy alargado con una gran excentricidad. La incapacidad para resolver el problema del redondeo de la órbita de la Luna hace a un lado la, en mi opinión, la hipótesis más plausible de la aparición de un satélite cerca de la Tierra.
La hipótesis de captura debe responder a varias preguntas clave:
1. Lugar de nacimiento de la Luna.
2. El motivo de la desorbita.
3. El mecanismo de captura.
4. Mecanismo de redondeo de una órbita elipsoidal.
En la búsqueda del supuesto lugar de formación de la Luna y el estudio de la composición de los planetas, se revela un patrón claro: el planeta más cercano al Sol tiene el núcleo más grande en relación con la masa del planeta (Fig.5).
Figura 5. La relación entre las masas de los núcleos y las masas de los planetas.
En una serie de planetas terrestres, según la relación entre la masa del núcleo y la masa del planeta, la Luna con su 2% se vuelve mucho más allá de Marte. Mostrándonos la región del sistema solar entre los gigantes gaseosos, donde buscar el lugar de formación de la luna.
El siguiente parámetro, la densidad, muestra que el lugar de la Luna con una densidad de 3,3 g / cm³ está nuevamente detrás de Marte.
No tiene sentido poner la Luna en una fila de planetas gigantes gaseosos, estos son objetos de un tipo y categoría de peso completamente diferente. Pero con los satélites de algunos de estos planetas podemos comparar. Prestemos atención a las lunas galileanas de Júpiter, que sobre todo corresponden a la Luna en tamaño y densidad. La densidad de las lunas galileanas interiores de Io y Europa es lo suficientemente grande como para corresponder a la densidad de la Luna. Pero la presencia de atmósferas y actividad volcánica en ellas, en contraste con la ausencia casi total de atmósfera y la ausencia de rastros de vulcanismo en la Luna, muestra que la Luna no podría estar a una distancia tan cercana de Júpiter. Los dos satélites distantes, Ganímedes y Calisto, tienen una densidad de sólo 1,9 y 1,8 g / cm³, respectivamente, que es significativamente menor que el lunar. Pero la semejanza de la Luna con Calisto sugiere que la Luna se formó en algún lugar cercano.
Si observa la posición orbital de los satélites galileanos, entonces, entre Ganímedes y Calisto, se encuentra una órbita vacía con un satélite perdido (Fig. 6).
Figura: 6. Distancias entre satélites (miles de km).
La densidad de la Luna, calculada sobre la base de la masa y el volumen, es actualmente mucho mayor que la de Ganímedes y Calisto. A continuación se muestra cómo la Luna, que anteriormente tenía una densidad más baja, ganó masa adicional, como resultado de lo cual su densidad calculada aumentó a su valor actual.
Habiendo determinado el posible lugar de formación de la Luna, intentaremos averiguar el motivo de la salida de la Luna de esta órbita.
El sistema solar está lleno de asteroides y cometas, cuyas huellas se observan en la superficie de todos los cuerpos del sistema solar. Incluso en la Tierra, hay muchos cráteres de impacto formados por impactos de asteroides en diferentes períodos de la historia de la Tierra. Estamos más interesados en las cadenas de cráteres similares ubicados en una fila que existen en la superficie de algunos cuerpos celestes.
Hasta hace poco, se desconocía el mecanismo para la formación de tales cadenas. Después de la caída del cometa Shoemaker Levy 9 en Júpiter en 1994, se reveló el misterio de las cadenas de cráteres. Resultó que el planeta puede romper un asteroide que se acercó al planeta más cerca del límite de Roche.
Figura 7. Cometa Shoemaker-Levy-9.
Además, esta cadena de asteroides puede ser absorbida por el propio planeta, como sucedió con el cometa Shoemaker-Levy, o puede caer en uno de los satélites del planeta, dejando una impresionante cadena de cráteres en su superficie. La confirmación de que los cometas y asteroides desgarrados caen en las propias lunas de Júpiter es la cadena de cráteres Enki en la superficie de Ganímedes (Fig. 8).
Figura: 8. Cadena de cráteres Enki en la superficie de Ganímedes.
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Se encuentran cadenas de cráteres similares en otras lunas de Júpiter.
Los pequeños asteroides no representan una amenaza para los satélites y no les causan mucho daño, dejando solo cadenas de cráteres como recordatorio de su existencia. Pero, ¿qué sucede si un asteroide metálico de 500 km de diámetro se acerca a Júpiter? Las fuerzas de marea dentro del límite de Roche lo romperán en varios pedazos bastante grandes, cada uno de los cuales está listo para destruir cualquier satélite natural de Júpiter que se interponga en su camino. Si agregamos una velocidad tremenda a estas partes, que tienen entre 200 y 300 km de diámetro (el cometa Shoemaker-Levy-9 se estrelló contra Júpiter a una velocidad de 64 km / s), obtenemos una línea de proyectiles mortales que pueden derribar cualquier satélite de Júpiter de la órbita.
Entre las cadenas de cráteres que conocemos, observamos una serie de decenas de pequeños cráteres, como evidencia de la desintegración de un cuerpo de piedra en decenas de pequeños. Pero si no fue un asteroide de piedra el que se rompió, sino uno de metal solo en unas pocas partes muy grandes, entonces no tiene sentido buscar una larga cadena de cráteres. Solo veremos algunos cráteres enormes alineados en una fila.
En busca de una respuesta a la pregunta de por qué la Luna dejó la órbita, echemos un vistazo a la superficie de la Luna. Incluso a simple vista, los rastros de esos viejos eventos son visibles desde la Tierra.
En un mapa ampliado de la luna, vemos claramente cuatro cráteres que forman una sola cadena. Ascendente: cráter Goddard (1), mar de crisis (2), mar de claridad (3) y mar de lluvias (4) (figura 9).
Figura 9. Cráter Goddard (1), Mar de crisis (2), Mar de claridad (3) y Mar de lluvias (4).
La uniformidad de la superficie dentro de los cráteres muestra que la energía de los cuerpos caídos era la misma y tan alta que los cuerpos incrustados en el espesor de la Luna derritieron la estructura interna, cuyos derrames vemos alrededor de estos cráteres. La presencia de anomalías magnéticas y gravitacionales en el área de los cráteres indica la composición metálica de los asteroides (Fig. 10).
Figura 10. Localización de anomalías gravitacionales.
Los cuerpos metálicos atrapados en la Luna originalmente clara, que tenía la densidad de Ganímedes y Calisto, aumentaron su masa. Por lo tanto, la densidad estimada de la Luna aumentó, que se volvió más alta que la densidad de los satélites, junto a los cuales se formó la Luna.
Una cadena de misiles mortales del asteroide gigante desgarrado se alineó en una fila de decenas de miles de kilómetros de largo y atravesó la luna. Pequeños asteroides volaron por delante y los cuerpos más grandes cerraron la cadena. La energía de cada uno de los asteroides metálicos era aterradora, volaban a una velocidad de unos 70 km / seg.
La primera campana sonó para la Luna cuando fue golpeada por la cabeza, el asteroide más pequeño que creó el cráter Goddard. Se pegó al cuerpo de la Luna, presionando una corriente de roca fundida sobre la superficie que formó el Mar del Borde. El segundo asteroide, un poco más grande con epicentro en el Mar de las Crisis (2), formó el Mar de las Serpientes, el Mar de las Olas, el Mar de la Espuma y el Mar de Smith.
Figura 11. Cráter Goddard (1), Mar de crisis (2).
El tercer asteroide, que atravesó varias decenas de kilómetros de profundidad en el cuerpo de la Luna, fue tan poderoso que cambió la órbita de la Luna. El epicentro del golpe cayó en el Mar de la Claridad (3). La roca líquida inundó la superficie lunar y creó estructuras como el Mar de la Tranquilidad, la Bahía de la Severidad, el Mar del Néctar y el Mar de la Abundancia.
Pero la luna estaba esperando un golpe verdaderamente monstruoso, el asteroide más grande de la cadena, cuyo diámetro era cercano a los 400 km, lo golpeó. El impacto fue tan fuerte que la Luna ya no pudo permanecer en órbita. Vemos el rastro del gigantesco asteroide atrapado en la Luna como el Mar de las Lluvias, y la lava derramada se derramó y formó el Océano de las Tormentas y una docena de mares.
Figura 12. Una cadena de cráteres que sacó a la luna de su órbita.
Los asteroides metálicos golpean la luna clara y porosa como una esponja. La estructura de la Luna extinguió las enormes velocidades de los asteroides sin fracturas y consecuencias catastróficas. Toda la energía se gastó en calentar la estructura interna de la Luna, que se derramó sobre la superficie en forma de océano y mares.
Fuera de órbita, la luna corrió a lo largo de una curva hacia las regiones internas del sistema solar.
Teniendo en cuenta el aumento de la fuerza de la gravedad cuando se adentra en el sistema solar, la velocidad orbital inicial de la Luna aumentó de 8 a 10 km / s y, cuando alcanzó la órbita de la Tierra, era igual a la velocidad orbital de la Tierra de 30 km / s, lo que tomó de 2,5 a 3 años (Fig.13).).
Figura 13. Salida de la luna de la órbita.
Acercándose tangencialmente a la Tierra, la Luna fue capturada por la gravedad de la Tierra y entró en una órbita elíptica alargada que se encuentra en el plano de la eclíptica con una inclinación de solo 5 °. Es por eso que la órbita de la Luna no se encuentra en el plano del ecuador de la Tierra.
A partir de este momento, que ocurrió hace 65 millones de años, comienza el destino poco envidiable de los dinosaurios.
3. La muerte de los dinosaurios
La luna escapó milagrosamente de una colisión con la Tierra, volando a una distancia mínima de nuestro planeta. Desde la Tierra, fue posible observar cómo la Luna, apareciendo de la nada, cierra rápidamente el piso del cielo, barre la superficie y se aleja con la misma rapidez. Pero la Luna ya no pudo escapar de la gravedad de la Tierra y continuó girando alrededor de la Tierra en una órbita elíptica muy alargada.
Acercándose a la Tierra, la Luna planchó continentes y mares con su gravedad, levantando olas de la corteza terrestre. La gravedad de la luna ha desencadenado actividad volcánica en todo el planeta. El magma fundido se vertió a través de los bosques y llanuras más recientemente verdes. La ceniza de los volcanes cubrió toda la Tierra, destruyendo la vegetación y arrojando el iridio encontrado por el grupo Alvarez. Algunas parcelas de tierra se levantaron, otras se hundieron en el fondo del mar. Los terremotos más fuertes ocurrieron con la regularidad de los flujos y reflujos modernos. La composición química del agua de mar ha cambiado drásticamente, matando a una gran cantidad de animales marinos. La gravedad de la luna provocó la deriva continental y el desplazamiento continental, cambiando la faz del planeta.
Los mares y océanos desbordaron sus costas, creando corrientes de lodo y enterrando colonias enteras de dinosaurios. Los animales pequeños y ágiles solo podían escapar a tiempo moviéndose a una colina. En busca de rescate, los dinosaurios se agruparon en grupos, independientemente de la especie y el tamaño. Pero la despiadada Luna tomó por sorpresa a las manadas migratorias de dinosaurios, cubriéndolas con corrientes de barro y piedras, enterrándolas con vida. Los dinosaurios fueron arrastrados en arroyos en un montón, se doblaron en posiciones antinaturales, se cubrieron con barro líquido y se conservaron. La integridad de muchos esqueletos sugiere que los dinosaurios no permanecieron al aire libre después de la muerte y no fueron presa de los carroñeros.
4. Redondeo de la órbita de la Luna
Todos los satélites en órbita sincrónica están capturando la gravedad del planeta por las mareas. Cualquier satélite, independientemente de su tamaño, tiene una inhomogeneidad interna, por lo que la gravedad del planeta mantiene al satélite de cara al planeta con un lado específico, evitando que el satélite gire alrededor de su eje. Todos los intentos del satélite de rotar alrededor del eje son detenidos por la gravedad del planeta y solo conducen al balanceo del satélite, a la libración. La gravedad del planeta devuelve el satélite a su posición original. Si la gravedad del planeta no girara al satélite con un lado específico hacia sí mismo, entonces cualquier desviación de la órbita del satélite de la forma perfectamente redonda conduciría a la rotación axial del satélite con respecto al planeta. Pero en la naturaleza no existen órbitas perfectamente redondas. La órbita de la Luna moderna, como sabemos, es elíptica. Por lo tanto,si la Tierra no girara a la Luna en el momento adecuado con un cierto lado hacia sí misma, entonces veríamos la Luna desde todos los lados, giraría suavemente alrededor de su eje. La gravedad de la Tierra corrige constantemente la posición de la Luna, lo que conduce a la desaceleración de la rotación axial de la Luna. Tal inhibición conduce a una redistribución de fuerzas. El momento de inercia de la Luna (rotación axial) pasa al momento de inercia del sistema Luna-Tierra, provocando un desplazamiento de la órbita de la Luna en forma de precesión.provocando un desplazamiento de la órbita de la Luna en forma de precesión.provocando un desplazamiento de la órbita de la Luna en forma de precesión.
Lo mismo sucede con Mercurio. Mercurio sincroniza su rotación axial con la orbital solo en el perihelio. Al salir del perihelio, Mercurio se aleja del Sol a una distancia en la que las fuerzas de captura de las mareas dejan de actuar y Mercurio gana libertad de rotación alrededor del eje. En la siguiente aproximación al perihelio, Mercurio gira hacia el Sol con el otro lado, pero no exactamente a lo largo del eje de captura de la marea. No tiene tiempo para completar una revolución en solo unos pocos grados, y la gravedad solar corrige la posición de Mercurio girándolo. La adición de energía a la rotación axial de Mercurio conduce a la transición del exceso de energía desde el momento de inercia de Mercurio al momento de inercia del sistema Sol-Mercurio. Como resultado, la órbita de Mercurio cambia y observamos la conocida precesión.
Cuando la Luna estaba en órbita con el satélite de Júpiter, su rotación axial era sincrónica con la orbital y era igual a aproximadamente 12 días terrestres (promedio entre Ganímedes y Calisto). La luna estaba constantemente mirando a Júpiter con un lado. Tras la captura de la Luna por la Tierra, su momento de inercia se conservó, pero la rotación axial no igualaba la revolución orbital alrededor de la Tierra. La luna se movió en una órbita elipsoidal muy alargada, girando hacia la Tierra con uno u otro lado. Toda la órbita de la Luna, tanto en el perigeo como en el apogeo, estaba dentro de la esfera de captura de las mareas. La gravedad de la Tierra comenzó a ralentizar la rotación axial de la Luna, transfiriendo el momento de inercia de la Luna al momento de inercia del sistema Luna-Tierra. El Perigeo empezó a alejarse, se acercaba el apogeo.
Habiendo arado la Tierra arriba y abajo con su gravedad, la Luna comenzó a alejarse de la Tierra. Con el retroceso de la luna, la actividad geológica disminuyó gradualmente, los volcanes redujeron las emisiones a la atmósfera y la estabilización comenzó gradualmente. Solo después de 20 mil años, indicado en el horario de Álvarez, la Luna se alejó a una distancia suficiente para detener la actividad volcánica. Además, la Luna ya se alejó sin consecuencias tan catastróficas.
Según los datos disponibles, el retroceso de la Luna continúa hasta el día de hoy. El proceso de medir la distancia a la Luna es muy complicado. Con la llegada de instrumentos que le permiten medir la distancia a la luna tanto en el perigeo como en el apogeo, se detectará la distancia del perigeo y la aproximación al apogeo. Lo que indicará la continuación del redondeo de la órbita de la Luna.
Vasily Minkovsky
