一顆破碎的小行星可能在八億年前撞擊過地球

研究人員提出，構成尤拉利亞小行星家族的主要天體的分裂向地球、月球和火星發送了大量碎片。如果聯繫正確，該事件可能會導致多個世界的地質變化，也可能影響地球的氣候和生物圈。

古代影響與生命的歷史

位於科羅拉多州博爾德市的 SwRI 太陽系科學與探索部門執行主任威廉·博特克 (William Bottke) 博士說：「我們對影響在塑造太陽系生命起源和進化過程中的作用知之甚少。」他還領導月球起源與演化中心 (CLOE)（美國宇航局太陽系探索虛擬研究所的 SwRI 小組），並且是描述這項研究的論文的主要作者。 「月球表面佈滿隕石坑，提醒人們地球過去曾遭受大規模撞擊，但到目前為止，只有 6600 萬年前的希克蘇魯伯撞擊事件與對生命的特定影響（即恐龍的大規模滅絕）密切相關。”

希克蘇魯伯是埋藏在墨西哥尤卡坦半島下方的巨大撞擊坑。造成它的小行星撞擊與消滅所有非鳥類恐龍和許多其他物種的滅絕事件密切相關。

更古老的碰撞更難以重建。由於地球表面不斷變化和循環，6.5 億年來影響的地質證據很少。

火山產生新的岩石，板塊構造重塑大陸和海底，風化破壞地形並逐漸顯露出來。這些過程共同消除或掩埋了許多古老的撞擊坑。

為了調查地球歷史上這些缺失的章節，科學家可以研究小行星流星雨，也就是大型碰撞碎片反覆撞擊太陽系內行星和衛星的時期。

博特克說：“這些罕見的事件是由主要小行星帶內的大型碰撞引起的，它們轟炸了太陽系內的所有世界。” “因此，月球靜態表面保存的證據可以用來推斷古代地球和火星上發生的事情。”

月球擁有古代影響力的記錄

與地球不同，月球沒有活躍的板塊構造、水流或大的大氣層來快速消除舊的隕石坑。因此，它的表面可以作為古代影響的更完整的檔案。

先前的研究表明，月球在大約 8 億年前經歷了大規模撞擊的大幅增加。這一結論是基於主要月球隕石坑的年齡和阿波羅任務期間收集的撞擊玻璃的年齡。

當撞擊產生足夠的熱量來熔化岩石時，就會形成撞擊玻璃。熔化的材料變成玻璃，保留了化學和時間線索，科學家可以利用這些線索來估計撞擊發生的時間。

儘管來自月球的證據表明影響增加，但研究人員尚未確定小行星帶中可能造成影響的真實事件。

博特克說：“我們的宇宙取證團隊使用碰撞和動力學模型將原始碳質球粒隕石狀物體與另一個物體碰撞時尤拉莉亞家族小行星的形成聯繫起來。” “主要小行星的位置至關重要；它在與木星 3:1 引力共振的邊緣破裂。”

碳質球粒隕石是原始的、富含碳的隕石，含有太陽系中形成的一些最古老的物質。它們還可能含有含水礦物質和有機化合物。

木星的引力逃逸路徑

Bottke 所描述的軌道區域稱為 J3:1 共振。在這種配置中，小行星在木星完成的每個軌道上繞著太陽運行三圈。

木星反覆的引力會逐漸破壞該地區小行星的穩定性。結果，共振充當了主小行星帶的逃逸路線，將物體推入與行星路徑交叉的細長軌道。

今天發現的許多近地小行星被認為是從小行星帶的 J3:1 區域逃脫的。

根據模擬，尤拉莉亞父母身體的位置特別導致了骨折。大約一半的碎片幾乎立即進入 J3:1 共振。

然後，共振將這些行星碎片散佈到整個內太陽系，影響月球、地球、火星，可能還有其他岩石世界。

轟炸並沒有很快結束。在接下來的100-1.5億年裡，另外25%的碎片透過雅可夫斯基效應逐漸進入共振狀態。

雅可夫斯基效應是由熱引起的一種微妙的力。小行星吸收陽光，然後以紅外線輻射的形式釋放這種能量。由於熱量輻射不均勻，它會產生微小的推力，可以在數百萬年的時間內緩慢改變小行星的軌道。

內太陽系的內部彈幕

模型顯示，尤拉利亞裂谷可以合理地解釋大約 8 億年前月球隕石坑的生長。它還表明碰撞可能對太陽系內部產生更廣泛的影響。

地球會比月球受到更多的影響，因為它更大且重力更大。研究人員估計，每有一個大型物體撞擊月球，就有二十個類似或更大尺寸的物體撞擊地球。

從那時起，這些影響的大部分物理證據就從地球表面消失了。然而，轟炸的時間恰逢大降溫和生物變化時期，影響將影響地球的環境。

該研究並未確定小行星棒引起了這些變化，但這一巧合為未來的研究提供了一個令人信服的目標。

博特克說：“鑑於這種笑聲的高峰期恰逢我們生物圈的大幅降溫和變化時期，人們很容易認為前者產生了後者。” “在火星上，這些影響將導致大規模的地震震動，並可能與火山活動隨著時間的推移而增加有關。總而言之，它顯示了主帶中的災難性碰撞如何對類地行星的歷史產生影響。”