วิธีใหม่ในการสืบหาการชนกันระหว่างดาวเคราะห์น้อยกับวัตถุดาวเคราะห์ตลอดประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะของเราสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างดาวเคราะห์กำเนิดใหม่ได้อย่างไรและเมื่อไร
ทีมนักวิจัยที่นำโดยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ได้ผสมผสานการหาคู่และการวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ของ อุกกาบาต Chelyabinsk ซึ่งตกลงสู่พื้นโลกและกลายเป็นหัวข้อข่าวในปี 2013 เพื่อให้ได้ข้อจำกัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับช่วงเวลาของเหตุการณ์กระทบกระเทือนสมัยโบราณ
การศึกษาของพวกเขา ซึ่งตีพิมพ์ใน Communications Earth & Environmentได้ศึกษาว่าแร่ธาตุภายในอุกกาบาตได้รับความเสียหายจากผลกระทบต่างๆ เมื่อเวลาผ่านไปอย่างไร หมายความว่าพวกมันสามารถระบุเหตุการณ์ที่ใหญ่ที่สุดและเก่าแก่ที่สุดที่อาจเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ได้
“อายุผลกระทบของอุกกาบาตมักจะเป็นที่ถกเถียงกัน: งานของเราแสดงให้เห็นว่าเราจำเป็นต้องดึงหลักฐานหลายบรรทัดเพื่อให้มีความแน่นอนมากขึ้นเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ผลกระทบ – เกือบจะเหมือนกับการสืบสวนที่เกิดเหตุในสมัยโบราณ” เครก วอลตันหัวหน้าทีมวิจัยและประจำอยู่ที่ ภาควิชาธรณีศาสตร์ของเคมบริดจ์ .
ในช่วงต้นของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์ต่างๆ รวมทั้งโลกได้ก่อตัวขึ้นจากการชนกันอย่างใหญ่หลวงระหว่างดาวเคราะห์น้อยกับวัตถุที่ใหญ่กว่า ซึ่งเรียกว่าดาวเคราะห์โปรโต
ดร. Oli Shorttle ผู้เขียนร่วมกล่าวว่า “หลักฐานการกระแทกเหล่านี้เก่าแก่มากจนสูญหายไปบนดาวเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โลกมีหน่วยความจำสั้น เนื่องจากหินพื้นผิวถูกนำกลับมาใช้ใหม่อย่างต่อเนื่องโดยการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก” ผู้เขียนร่วม Dr Oli Shorttleกล่าว ภาควิชาธรณีศาสตร์และสถาบันดาราศาสตร์ของเคมบริดจ์
ดาวเคราะห์น้อยและชิ้นส่วนของพวกมันที่ตกลงสู่พื้นโลกในฐานะอุกกาบาต ตรงกันข้ามกับเฉื่อย เย็นชา และแก่กว่ามาก ทำให้พวกมันสามารถจับเวลาการชนได้อย่างแม่นยำ
งานวิจัยชิ้นใหม่ซึ่งเป็นความร่วมมือกับนักวิจัยจาก Chinese Academy of Sciences และ Open University ได้บันทึกว่าแร่ฟอสเฟตภายในอุกกาบาต Chelyabinsk แตกเป็นเสี่ยง ๆ ในระดับต่างๆ เพื่อรวมประวัติศาสตร์การชนเข้าด้วยกันได้อย่างไร
เป้าหมายของพวกเขาคือเพื่อยืนยันการนัดหมายของตะกั่วยูเรเนียมของอุกกาบาต ซึ่งพิจารณาเวลาที่ผ่านไปสำหรับไอโซโทปตัวหนึ่งจะสลายตัวเป็นอีกตัวหนึ่ง
“ฟอสเฟตในอุกกาบาตดึกดำบรรพ์ส่วนใหญ่เป็นเป้าหมายที่ยอดเยี่ยมสำหรับการหาคู่เหตุการณ์ช็อกที่อุกกาบาตพบบนร่างกายแม่ของพวกมัน” ดร. เซนหู ผู้ดำเนินการออกเดทตะกั่วยูเรเนียมที่สถาบันธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์แห่งปักกิ่ง สถาบันวิทยาศาสตร์จีน กล่าว .
การนัดหมายของอุกกาบาตก่อนหน้านี้เผยให้เห็นอายุผลกระทบสองช่วงอายุหนึ่งแก่กว่าการชนกันประมาณ 4.5 พันล้านปีและอีกครั้งหนึ่งเกิดขึ้นภายใน 50 ล้านปีที่ผ่านมา
แต่อายุเหล่านี้ไม่ชัดเจนนัก เช่นเดียวกับภาพวาดที่จางหายไปตามกาลเวลา การชนที่ต่อเนื่องกันสามารถบดบังภาพที่ครั้งหนึ่งเคยชัดเจน ซึ่งนำไปสู่ความไม่แน่นอนในหมู่ชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอายุ และแม้แต่จำนวนผลกระทบที่บันทึกไว้
การศึกษาใหม่ระบุการชนที่บันทึกโดยอุกกาบาต Chelyabinsk ตามลำดับเวลาโดยเชื่อมโยงอายุตะกั่วยูเรเนียมใหม่บนอุกกาบาตกับหลักฐานด้วยกล้องจุลทรรศน์สำหรับความร้อนที่เกิดจากการชนกันที่เห็นในโครงสร้างผลึกของพวกมัน เงื่อนงำด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้สร้างขึ้นในแร่ธาตุที่มีผลกระทบต่อเนื่องกัน ซึ่งหมายความว่าการชนกันสามารถแยกแยะ เรียงลำดับเวลา และลงวันที่ได้
การค้นพบของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าแร่ธาตุที่มีรอยประทับของการชนกันที่เก่าแก่ที่สุดนั้นแตกเป็นผลึกขนาดเล็กจำนวนมากที่อุณหภูมิสูงหรือเปลี่ยนรูปอย่างรุนแรงที่ความดันสูง
ทีมงานยังได้อธิบายแร่ธาตุบางชนิดในอุกกาบาตที่แตกหักจากการกระแทกที่น้อยกว่า ที่ความดันและอุณหภูมิที่ต่ำกว่า และบันทึกอายุล่าสุดที่น้อยกว่า 50 ล้านปี พวกเขาแนะนำว่าผลกระทบนี้อาจทำให้อุกกาบาต Chelyabinsk แตกออกจากดาวเคราะห์น้อยที่เป็นโฮสต์และส่งมันไปยังโลก
เมื่อนำมารวมกัน สิ่งนี้รองรับประวัติการชนแบบสองขั้นตอน “คำถามสำหรับเราคือวันที่เหล่านี้สามารถเชื่อถือได้หรือไม่ เราสามารถเชื่อมโยงผลกระทบเหล่านี้กับหลักฐานของความร้อนสูงเกินไปจากผลกระทบได้หรือไม่” วอลตันกล่าว “สิ่งที่เราได้แสดงให้เห็นก็คือบริบททางแร่วิทยาสำหรับการออกเดทนั้นสำคัญมาก”
นักวิทยาศาสตร์มีความสนใจเป็นพิเศษในวันที่เกิดผลกระทบ 4.5 พันล้านปี เนื่องจากเป็นเวลาที่เราคิดว่าระบบ Earth-Moon เกิดขึ้น อาจเป็นผลมาจากวัตถุสองดวงที่ชนกัน
อุกกาบาต Chelyabinsk เป็นกลุ่มของอุกกาบาตหินที่เรียกว่าอุกกาบาตซึ่งทั้งหมดนี้มีวัสดุที่แตกเป็นเสี่ยงสูงและหลอมละลายใกล้เคียงกับผลกระทบมหาศาลนี้
วันที่ที่ได้มาใหม่นี้สนับสนุนคำแนะนำก่อนหน้านี้ที่ดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากประสบการชนกันของพลังงานสูงระหว่าง 4.48 – 4.44 พันล้านปีก่อน “ความจริงที่ว่าดาวเคราะห์น้อยทั้งหมดเหล่านี้บันทึกการละลายอย่างเข้มข้นในเวลานี้อาจบ่งชี้ถึงการจัดระเบียบระบบสุริยะใหม่ ซึ่งเป็นผลมาจากการก่อตัวโลก-ดวงจันทร์ หรือบางทีอาจเป็นการโคจรของดาวเคราะห์ยักษ์”
ตอนนี้ Walton วางแผนที่จะปรับแต่งการออกเดทผ่านหน้าต่างจากการกระทบของดวงจันทร์ ซึ่งสามารถบอกเราได้ว่าดาวเคราะห์ของเราเกิดขึ้นได้อย่างไร
ข้อมูลอ้างอิง:
Walton, CR et al. ‘ การชนกันของแร่ฟอสเฟตในอุกกาบาต Chelyabinsk การสื่อสารโลกและสิ่งแวดล้อม (2022). ดอย: 10.1038/s43247-022-00373-1
