L'histoire de notre planète est pleine d'événements et de cataclysmes difficiles à expliquer, notamment:
1) L'énigme de l'apparition du satellite de la Terre - la Lune;
2) La raison de la mort des dinosaures.
Cette hypothèse unit ces deux événements en une seule ligne de relations de cause à effet.
1. Anomalie iridienne
L'hypothèse principale de l'extinction des dinosaures est l'hypothèse de l'impact de Louis et Walter Alvarez, suggérant la mort de dinosaures suite aux conséquences d'une chute d'astéroïde sur la péninsule du Yucatan au Mexique. Le cratère Chiksulub et la teneur accrue en iridium dans la couche à la frontière Crétacé-Paléogène sont donnés à l'appui de cela. Le saut de la teneur en iridium dans le sol est considéré comme le moment de la chute de l'astéroïde et le début d'un cataclysme à grande échelle.
L'analyse chimique du sol dans la couche d'argile à la limite Crétacé-Paléogène a montré un excès de la teneur moyenne en iridium de 10 à 30 fois. Et à certains endroits de la Terre, l'excès a des valeurs encore plus grandes.
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Selon le calendrier établi par le groupe Alvarez, le moment du début du cataclysme est clairement tracé. On observe une forte et brusque augmentation de l'accumulation d'iridium dans la couche (Fig. 1).
Figure: 1. Graphique réalisé par le groupe d'Alvarez.
Faisons attention à la quantité d'iridium entrant dans le sol. On peut voir comment jusqu'à la fin du Crétacé, jusqu'à la frontière d'il y a 65 millions d'années, la quantité d'iridium qui pénétrait dans le sol allait à un rythme uniforme (Fig. 2).
Fig. 2. Taux d'iridium pénétrant dans le sol.
Puis, à un moment donné, il y a eu une forte augmentation de la quantité d'iridium dans le sol, son apport a instantanément augmenté de 10 fois (Fig. 3).
Fig. 3. Augmentation de l'apport d'iridium.
Cela suggère qu'un événement s'est produit qui a conduit à une forte augmentation de l'offre d'iridium. L'événement avait une échelle planétaire, car une augmentation de l'iridium à cette période se retrouve sur toute la planète.
De plus, une caractéristique très intéressante est visible - après une forte augmentation de la quantité d'iridium, la période de son apport maximal se poursuit, durant 5 mille ans. Puis, sur 15 mille ans, il y a une diminution progressive de l'offre d'iridium. Et seulement 20 mille ans après le début d'un événement, la quantité d'iridium pénétrant dans le sol est revenue à sa valeur normale (Fig. 4).
Fig. 4. Diminution progressive de l'offre d'iridium sur 15 mille ans.
L'apport excédentaire d'iridium ne s'est pas arrêté après une forte augmentation, même si sur une période relativement courte d'années ou de siècles. Et il a continué à le faire pendant des dizaines de milliers d'années. La question se pose - la poussière de la chute de l'astéroïde pourrait-elle se déposer si longtemps? Jusqu'à 20 mille ans! Et les tailles de l'astéroïde, 10 km de diamètre, et de la Terre, 12 742 km de diamètre, ne sont pas comparables. Le maximum dont un tel astéroïde est capable est la pollution atmosphérique régionale, les tremblements de terre et les tsunamis. Aucune source ponctuelle n'aurait pu entraîner une distribution aussi vaste et uniforme d'iridium à travers la planète. De plus, il s'est avéré que l'iridium pouvait être d'origine terrestre. Des études sur les produits d'éjection du volcan Kilauea, situé dans les îles hawaïennes, ont montré une concentration inhabituellement élevée d'iridium. De plus, il a été prouvé queque l'iridium ne provenait pas de l'éruption de la lave, mais sortait avec des cendres volcaniques et des gaz dans l'atmosphère, ce qui assurait sa dispersion étendue. Il s'est avéré que ce volcan donne plus d'iridium que de météorites.
La mort de dinosaures due à une activité volcanique accrue est la deuxième hypothèse, avec celle de l'impact. Entre 60 et 68 millions d'années, un déversement massif de magma provenant de failles dans le sol a eu lieu sur le sous-continent indien, comme en témoignent les pièges sur le plateau du Deccan en Inde. Mais la raison de la vaste activité volcanique sur la planète reste incertaine.
Un seul squelette est intéressant pour identifier une espèce, mais ne peut révéler la raison de l'extinction de l'espèce entière. La découverte de «cimetières de dinosaures», où les os brisés de dinosaures herbivores et carnivores sont mélangés, suggère qu'un événement s'est produit qui a réuni des dinosaures de différentes espèces en un seul endroit, d'où ils ne pouvaient pas sortir. Les dinosaures n'ont pas étouffé de cendres ni moururent de faim, mais sont morts d'un impact physique externe, quels que soient leur type et leur taille. La découverte de fosses communes de dinosaures sur tous les continents témoigne d'événements mondiaux qui se sont déroulés partout avec la même intensité, balayant à plusieurs reprises la planète. Ce n'était pas un seul impact d'astéroïde ou une éruption régionale d'un groupe de volcans. L'événement avait une ampleur catastrophique, planétaire et millénaire.
Tout ce qui précède suggère que la chute de l'astéroïde ne pourrait pas provoquer de processus géologiques à long terme. Pour une mort aussi massive d'espèces entières à travers la planète, un événement est nécessaire qui n'est pas un point, local, mais tout aussi catastrophique pour chaque partie de la planète, pour chaque coin. Et cela ne durera pas des années et des siècles, mais des millénaires. En conséquence, les continents se sont déplacés, les montagnes se sont effondrées, le fond marin s'est élevé et les mers et les océans ont débordé de leurs côtes, enterrant des colonies entières de dinosaures sous eux et jetant de grands prédateurs marins sur la terre ferme. Ne laisser une chance de survie qu'aux animaux petits et agiles, capables de quitter un endroit dangereux dans le temps. Pas une seule espèce pesant plus de 25 kg n'a survécu à la catastrophe.
2. L'origine de la lune
La lune attire le regard depuis des millénaires et a fait l'objet d'études. Mais même avec une telle attention, la Lune continue de garder de nombreux secrets. Tout d'abord, c'est la question de l'origine de la lune. Comment un satellite, si grand par rapport à la planète, aurait-il pu se former à une distance aussi proche de la Terre? Où le système Terre-Lune a-t-il un moment angulaire si inhabituellement élevé?
Parmi les nombreuses hypothèses sur l'origine de la lune, l'hypothèse d'une collision d'une proto-terre avec un astre est considérée comme la principale. À la suite de la collision, la Lune s'est formée à partir de la substance éjectée. Une autre hypothèse est celle de la capture de la lune qui passe.
Chaque hypothèse a ses propres considérations, à la fois «pour» et «contre».
Le principal inconvénient de l'hypothèse de capture est considéré comme une orbite presque circulaire de la Lune, qui est exclue lorsqu'un corps survolant est capturé. Dans ce cas, l'orbite de la Lune devrait se présenter sous la forme d'un ellipsoïde très allongé avec une grande excentricité. L'incapacité à résoudre le problème du contournement de l'orbite de la Lune balaie, à mon avis, l'hypothèse la plus plausible de l'apparition d'un satellite près de la Terre.
L'hypothèse de capture doit répondre à plusieurs questions clés:
1. Lieu de naissance de la Lune.
2. La raison de la désorbite.
3. Le mécanisme de capture.
4. Mécanisme d'arrondi d'une orbite ellipsoïdale.
Dans la recherche du lieu supposé de la formation de la Lune et l'étude de la composition des planètes, un schéma clair est trouvé - la planète la plus proche du Soleil a le plus grand noyau par rapport à la masse de la planète (Fig.5).
Fig. 5. Le rapport des masses de noyaux aux masses des planètes.
Dans une série de planètes terrestres, selon le rapport de la masse du noyau à la masse de la planète, la Lune avec ses 2% devient bien au-delà de Mars. Nous montrant la région du système solaire parmi les géantes gazeuses, où chercher le lieu de formation de la lune.
Le paramètre suivant - la densité, montre que la place de la Lune avec une densité de 3,3 g / cm³ est à nouveau derrière Mars.
Cela n'a aucun sens de placer la Lune dans une rangée de planètes géantes gazeuses, ce sont des objets d'un type et d'une catégorie de poids complètement différents. Mais avec les satellites de certaines de ces planètes, nous pouvons comparer. Faisons attention aux lunes galiléennes de Jupiter, correspondant surtout à la Lune en taille et en densité. La densité des lunes galiléennes intérieures d'Io et d'Europe est suffisamment grande pour correspondre à la densité de la Lune. Mais la présence d'atmosphères et d'activité volcanique dans celles-ci, contrairement à l'absence presque complète d'atmosphère et à l'absence de traces de volcanisme sur la Lune, montre que la Lune ne pouvait pas être à une distance aussi proche de Jupiter. Les deux satellites distants Ganymède et Callisto ont une densité de seulement 1,9 et 1,8 g / cm³, respectivement, ce qui est nettement inférieur à celui de la lune. Mais la ressemblance de la Lune avec Callisto suggère que la Lune s'est formée quelque part à proximité.
Si vous regardez la position orbitale des satellites galiléens, alors entre Ganymède et Callisto, une orbite vide avec un satellite manquant est trouvée (Fig.6).
Figure: 6. Distances entre satellites (milliers de km).
La densité de la Lune, calculée sur la base de la masse et du volume, est actuellement beaucoup plus élevée que celle de Ganymède et Callisto. Vous trouverez ci-dessous comment la Lune, qui avait auparavant une densité plus faible, a gagné une masse supplémentaire, à la suite de laquelle sa densité calculée a augmenté à sa valeur actuelle.
Après avoir déterminé le lieu possible de la formation de la Lune, nous essaierons de découvrir la raison du départ de la Lune de cette orbite.
Le système solaire est rempli d'astéroïdes et de comètes dont les traces de chute sont observées à la surface de tous les corps du système solaire. Même sur Terre, il existe de nombreux cratères d'impact formés à partir d'impacts d'astéroïdes à différentes périodes de l'histoire de la Terre. Nous nous intéressons plus aux chaînes de cratères similaires situés dans une rangée qui existent à la surface de certains corps célestes.
Jusqu'à récemment, le mécanisme de formation de ces chaînes était inconnu. Après la chute de la comète Shoemaker Levy 9 sur Jupiter en 1994, le mystère des chaînes de cratères a été révélé. Il s'est avéré que la planète pouvait briser un astéroïde qui s'approchait de la planète plus près de la limite de Roche.
Fig. 7. Comète Shoemaker-Levy-9.
De plus, cette chaîne d'astéroïdes peut être absorbée par la planète elle-même, comme cela s'est produit avec la comète Shoemaker-Levy, ou elle peut tomber dans l'un des satellites de la planète, laissant une impressionnante chaîne de cratères à sa surface. La confirmation que les comètes et les astéroïdes déchirés tombent dans les propres lunes de Jupiter est la chaîne de cratères Enki à la surface de Ganymède (Fig.8).
Figure: 8. Chaîne du cratère Enki à la surface de Ganymède.
Des chaînes de cratères similaires se trouvent sur d'autres lunes de Jupiter.
Les petits astéroïdes ne constituent pas une menace pour les satellites et ne leur causent pas beaucoup de dégâts, ne laissant que des chaînes de cratères pour rappeler leur existence. Mais que se passe-t-il si un astéroïde métallique de 500 km de diamètre s'approche de Jupiter? Les forces de marée dans la limite de Roche le déchireront en plusieurs morceaux assez gros, chacun étant prêt à détruire tout satellite naturel de Jupiter qui se serait mis sur son chemin. Si nous ajoutons une vitesse énorme à ces parties, qui font 200 à 300 km de diamètre (la comète Shoemaker-Levy-9 s'est écrasée sur Jupiter à une vitesse de 64 km / s), alors nous obtenons une ligne de projectiles mortels qui peuvent éliminer n'importe quel satellite de Jupiter de l'orbite.
Parmi les chaînes de cratères que nous connaissons, nous observons une série de dizaines de petits cratères, preuve de la désintégration d'un corps de pierre en des dizaines de plus petits. Mais si ce n'était pas un astéroïde en pierre qui a été déchiré, mais un astéroïde métallique en quelques très grandes parties, alors cela n'a aucun sens de rechercher une longue chaîne de cratères. Nous ne verrons que quelques énormes cratères alignés d'affilée.
À la recherche d'une réponse à la question de savoir pourquoi la Lune a quitté son orbite, jetons un coup d'œil à la surface de la Lune. Même à l'œil nu, des traces de ces événements anciens sont visibles depuis la Terre.
Sur une carte agrandie de la lune, nous voyons clairement quatre cratères qui forment une seule chaîne. Ascendant - Cratère Goddard (1), Mer des Crises (2), Mer de Clarté (3) et Mer des Pluies (4) (Fig.9).
Fig. 9. Cratère Goddard (1), Mer des Crises (2), Mer de Clarté (3) et Mer des Pluies (4).
L'uniformité de la surface à l'intérieur des cratères montre que l'énergie des corps tombés était la même et si élevée que les corps qui avaient pénétré dans l'épaisseur de la Lune ont fait fondre la structure interne, dont on voit les déversements autour de ces cratères. La présence d'anomalies magnétiques et gravitationnelles dans la zone des cratères indique la composition métallique des astéroïdes (Fig.10).
Fig. 10. Localisation des anomalies gravimétriques.
Les corps métalliques pris dans la Lune initialement légère, qui avait la densité de Ganymède et Callisto, ont augmenté sa masse. Ainsi, la densité estimée de la Lune a augmenté, qui est devenue supérieure à la densité des satellites, à côté desquels la Lune s'est formée.
Une chaîne de missiles mortels de l'astéroïde géant déchiré s'est alignée sur des dizaines de milliers de kilomètres de long et s'est précipitée sur la lune. De petits astéroïdes ont volé en avant et les plus gros corps ont fermé la chaîne. L'énergie de chacun des astéroïdes métalliques était terrifiante, ils volaient à une vitesse d'environ 70 km / s.
La première cloche a sonné pour la Lune lorsqu'elle a été frappée par la tête, le plus petit astéroïde qui a créé le cratère Goddard. Il est resté coincé dans le corps de la Lune, pressant un ruisseau de roche fondue sur la surface qui a formé la mer du bord. Le deuxième astéroïde, légèrement plus gros, avec un épicentre dans la mer des crises (2), a formé la mer des Serpents, la mer des vagues, la mer de mousse et la mer de Smith.
Fig. 11. Cratère Goddard (1), Mer de Crises (2).
Le troisième astéroïde, qui a percé plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur dans le corps de la Lune, était si puissant qu'il a changé l'orbite de la Lune. L'épicentre du coup est tombé dans la mer de clarté (3). La roche liquide a inondé la surface lunaire et créé des structures telles que la mer de la tranquillité, la baie de la sévérité, la mer de Nectar et la mer de l'abondance.
Mais la lune attendait un coup vraiment monstrueux, le plus gros astéroïde de la chaîne, dont le diamètre était proche de 400 km, l'a frappé. L'impact était si fort que la Lune ne pouvait plus rester en orbite. Nous voyons la piste du gigantesque astéroïde coincé dans la Lune comme la mer des pluies, et la lave versée s'est répandue et a formé l'océan des tempêtes et une douzaine de mers.
Fig.12. Une chaîne de cratères qui a fait sortir la lune de son orbite.
Les astéroïdes métalliques frappent la lune légère et poreuse comme une éponge. La structure de la Lune a éteint les vitesses énormes des astéroïdes sans fractures et conséquences catastrophiques. Toute l'énergie a été dépensée pour chauffer la structure interne de la Lune, qui s'est répandue à la surface sous la forme de l'océan et des mers.
Désorbée, la lune s'est précipitée le long d'une courbe dans les régions internes du système solaire.
Compte tenu de l'augmentation de la force de gravité lors du déplacement plus profond dans le système solaire, la vitesse orbitale initiale de la Lune a augmenté de 8 à 10 km / s et au moment où elle a atteint l'orbite de la Terre, elle était égale à la vitesse orbitale de la Terre de 30 km / s, ce qui a pris 2,5 à 3 ans (Fig.13).
Fig. 13. Départ de la lune de l'orbite.
En approchant de la Terre tangentiellement, la Lune a été capturée par la gravité terrestre et elle est entrée sur une orbite elliptique allongée située dans le plan de l'écliptique avec une inclinaison de seulement 5 °. C'est pourquoi l'orbite de la Lune ne se situe pas dans le plan de l'équateur terrestre.
À partir de ce moment, qui s'est produit il y a 65 millions d'années, le sort peu enviable des dinosaures commence.
3. La mort des dinosaures
La lune a miraculeusement échappé à une collision avec la Terre, volant à une distance minimale de notre planète. Depuis la Terre, il a été possible d'observer comment la Lune, apparaissant de nulle part, ferme rapidement le plancher du ciel, balaie la surface et s'éloigne tout aussi rapidement. Mais la Lune ne pouvait plus échapper à la gravité de la Terre, continuant à tourner autour de la Terre dans une orbite elliptique très allongée.
En approchant de la Terre, la Lune a repassé les continents et les mers avec sa gravité, soulevant des vagues de la croûte terrestre. La gravité de la lune a déclenché une activité volcanique à travers la planète. Du magma fondu s'est déversé dans les forêts et les plaines plus récemment vertes. Les cendres des volcans recouvraient la Terre entière, détruisant la végétation et rejetant l'iridium trouvé par le groupe Alvarez. Certaines parcelles de terre se sont soulevées, d'autres ont coulé sur le fond marin. Les tremblements de terre les plus violents se sont produits avec la régularité des flux et reflux modernes. La composition chimique de l'eau de mer a radicalement changé, tuant un grand nombre d'animaux marins. La gravité de la lune a entraîné une dérive des continents et un déplacement des continents, changeant la face de la planète.
Les mers et les océans ont débordé leurs côtes, créant des coulées de boue et enterrant des colonies entières de dinosaures. Les petits animaux agiles ne pouvaient s'échapper qu'à temps en se déplaçant vers une colline. En quête de sauvetage, les dinosaures se sont regroupés en groupes, quelles que soient les espèces et la taille. Mais l'impitoyable Lune a surpris les troupeaux de dinosaures en migration, les couvrant de coulées de boue et de pierres, les enterrant vivants. Les dinosaures ont été emportés dans des ruisseaux en tas, ils se sont pliés dans des positions non naturelles, ont été recouverts de boue liquide et préservés. L'intégrité de nombreux squelettes suggère que les dinosaures ne sont pas restés à l'air libre après la mort et n'ont pas été la proie des charognards.
4. Arrondir l'orbite de la Lune
Tous les satellites en orbite synchrone sont en capture de marée de la gravité de la planète. Tout satellite, quelle que soit sa taille, a une inhomogénéité interne, en raison de laquelle la gravité de la planète maintient le satellite face à la planète avec un côté spécifique, empêchant le satellite de tourner autour de son axe. Toutes les tentatives de rotation du satellite autour de l'axe sont stoppées par la gravité de la planète et ne conduisent qu'au balancement du satellite, la libration. La gravité de la planète ramène le satellite à sa position d'origine. Si la gravité de la planète ne faisait pas tourner le satellite avec un côté spécifique vers lui-même, alors toute déviation de l'orbite du satellite par rapport à une forme idéalement ronde entraînerait une rotation axiale du satellite par rapport à la planète. Mais dans la nature, il n'y a pas d'orbites parfaitement rondes. L'orbite de la Lune moderne, comme nous le savons, est elliptique. Par conséquent,si la Terre ne tournait pas la Lune au bon moment avec un certain côté vers elle-même, alors nous verrions la Lune de tous les côtés, elle tournerait doucement autour de son axe. La gravité terrestre corrige en permanence la position de la Lune, ce qui entraîne la décélération de la rotation axiale de la Lune. Une telle inhibition conduit à une redistribution des forces. Le moment d'inertie de la Lune (rotation axiale) passe dans le moment d'inertie du système Lune-Terre, provoquant un déplacement de l'orbite de la Lune sous forme de précession.provoquant un déplacement de l'orbite de la Lune sous la forme d'une précession.provoquant un déplacement de l'orbite de la Lune sous la forme d'une précession.
La même chose se produit avec Mercure. Mercure synchronise sa rotation axiale avec l'orbitale uniquement au périhélie. En quittant le périhélie, Mercure s'éloigne du Soleil à une distance où les forces de marée de capture cessent d'agir et Mercure gagne en liberté de rotation autour de l'axe. À l'approche suivante du périhélie, Mercure se tourne vers le Soleil de l'autre côté, mais pas exactement le long de l'axe de la capture de marée. Il n'a pas le temps de terminer une révolution de quelques degrés seulement, et la gravité solaire corrige la position de Mercure en le tordant. L'addition d'énergie à la rotation axiale de Mercure conduit à la transition de l'excès d'énergie du moment d'inertie de Mercure au moment d'inertie du système Soleil-Mercure. En conséquence, l'orbite de Mercure se déplace et nous observons la précession bien connue.
Lorsque la Lune était en orbite avec le satellite de Jupiter, sa rotation axiale était synchrone avec celle orbitale et était égale à environ 12 jours terrestres (la moyenne entre Ganymède et Callisto). La lune faisait constamment face à Jupiter d'un côté. Après la capture de la Lune par la Terre, son moment d'inertie a été préservé, mais la rotation axiale n'a pas égalé la révolution orbitale autour de la Terre. La lune s'est déplacée sur une orbite ellipsoïdale très allongée, se tournant vers la Terre avec l'un ou l'autre côté. L'orbite entière de la Lune, à la fois au périgée et à l'apogée, était à l'intérieur de la sphère de capture des marées. La gravité de la Terre a commencé à ralentir la rotation axiale de la Lune, transférant le moment d'inertie de la Lune au moment d'inertie du système Lune-Terre. Le Périgée commença à s'éloigner, l'apogée approchait.
Après avoir labouré la Terre de haut en bas avec sa gravité, la Lune a commencé à s'éloigner de la Terre. Avec le recul de la lune, l'activité géologique a progressivement diminué, les volcans ont réduit les émissions dans l'atmosphère et la stabilisation a progressivement commencé. Ce n'est qu'après 20 mille ans, indiqué dans le programme d'Alvarez, que la Lune s'est éloignée d'une distance suffisante pour arrêter l'activité volcanique. De plus, la Lune s'est déjà éloignée sans de telles conséquences catastrophiques.
Selon les données disponibles, le recul de la Lune se poursuit à ce jour. Le processus de mesure de la distance à la Lune est très compliqué. Avec l'avènement d'instruments qui permettent de mesurer la distance à la lune à la fois au périgée et à l'apogée, la distance du périgée et l'approche de l'apogée seront détectées. Ce qui indiquera la poursuite de l'arrondi de l'orbite de la Lune.
Vasily Minkovsky
