Кольца Сатурна — одна из самых известных и впечатляющих особенностей Солнечной системы. Возможно, у Земли когда-то было нечто подобное. Существование такого кольца, сформировавшегося около 466 миллионов лет назад и просуществовавшего несколько десятков миллионов лет, может объяснить несколько загадок в прошлом нашей планеты.
Доводы в пользу существования колец вокруг Земли
Около 466 миллионов лет назад на Землю начало падать множество метеоритов. Мы знаем об этом, потому что за короткий геологический период образовалось множество ударных кратеров.
В тот же период в Европе, России и Китае были обнаружены известняковые отложения, содержащие очень большое количество обломков метеоритов определенного типа. Метеоритные обломки в этих осадочных породах свидетельствуют о том, что они подвергались воздействию космической радиации гораздо меньше времени, чем мы видим в метеоритах, которые падают сегодня.
В это время также происходило множество цунами, о чем можно судить по другим необычно перемешанным осадочным породам.
Схема кратеров
Известен 21 кратер от падения метеоритов, образовавшийся в этот высокоимпульсный период. Поэтому хотелось бы узнать, есть ли какая-то закономерность в их расположении.
Используя модели движения земных тектонических плит в прошлом, специалисты нанесли на карту места, где находились все эти кратеры, когда они только образовались. Выяснилось, что все кратеры находятся на континентах, которые в этот период были близки к экватору, и ни одного — на тех, которые были ближе к полюсам.
Значит, все столкновения происходили вблизи экватора. Но действительно ли это справедливая выборка произошедших столкновений?
Поэтому иследователи измерили, какая часть земной поверхности, пригодная для создания кратера, находилась в то время вблизи экватора. Только около 30 % подходящей земли находилось вблизи экватора, а 70 % — в более высоких широтах.
При нормальных обстоятельствах астероиды, падающие на Землю, могут врезаться на любой широте, в произвольном порядке, как мы видим по кратерам на Луне, Марсе и Меркурии.
Поэтому крайне маловероятно, что все 21 кратер этого периода образовались вблизи экватора, если они не связаны друг с другом. Скорее, следует ожидать появления множества других кратеров и в более высоких широтах.
Наилучшее объяснение всем этим фактам, заключается в том, что крупный астероид раскололся во время близкого столкновения с Землей. В течение нескольких десятков миллионов лет обломки астероида падали на Землю, создавая картину кратеров, осадков и цунами, которую иследователи описали выше.
Как образуются кольца
Возможно, вы 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, маленькие спутники Марса, могут быть остатками древнего кольца.
Когда маленькое тело (например, астероид) проходит близко к большому телу (например, планете), оно растягивается под действием гравитации. Если оно окажется достаточно близко (в пределах расстояния, называемого пределом Роша), маленькое тело распадется на множество крошечных кусочков и небольшое количество более крупных.
Все эти фрагменты будут перемещаться и постепенно превратятся в кольцо обломков, вращающееся вокруг экватора большого тела. Со временем материал в кольце упадет на крупное тело, где крупные фрагменты образуют ударные кратеры. Эти кратеры будут расположены вблизи экватора.
Таким образом, если Земля разрушила и захватила пролетавший мимо астероид около 466 миллионов лет назад, это объясняет аномальное расположение ударных кратеров, метеоритные обломки в осадочных породах, кратеры и цунами, а также относительно короткое воздействие космической радиации на метеориты.
Гигантский зонтик от солнца?
В те времена континенты находились в разных положениях из-за дрейфа материков. Большая часть Северной Америки, Европы и Австралии находилась вблизи экватора, тогда как Африка и Южная Америка располагались в более высоких южных широтах.
Кольцо должно было располагаться вокруг экватора. А поскольку ось Земли наклонена относительно ее орбиты вокруг Солнца, кольцо затеняло бы часть земной поверхности.
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 охлаждаться. К 445 миллионам лет назад на ней наступил Хирнантский ледниковый период, самый холодный за последние полмиллиарда лет.
Было ли кольцо, затеняющее Землю, ответственно за это экстремальное похолодание? Следующий шаг в научном поиске — создание математических моделей того, как астероиды распадаются и рассеиваются, и как в результате кольцо эволюционирует с течением времени. Это послужит основой для климатического моделирования, которое изучит, насколько сильное похолодание могло быть вызвано таким кольцом.
