Μια μεγάλη, ταχέως κινούμενη μάζα που χτυπά τη Γη θα ήταν σίγουρα ικανή να προκαλέσει ένα μαζικό εξαφάνισμα. Ωστόσο, μια τέτοια θεωρία θα απαιτούσε ισχυρές ενδείξεις περιοδικών επιπτώσεων, τις οποίες η Γη δεν φαίνεται να έχει. Πιστωτική εικόνα: Don Davis / NASA.

Είναι οι μαζικές εξαφανίσεις περιοδικές; Και οφείλουμε για ένα;

65 εκατομμύρια χρόνια, ένας αντίκτυπος εξάλειψε το 30% όλης της ζωής στη Γη. Θα μπορούσε να έρθει ένα άλλο;

"Αυτό που μπορεί να υποστηριχθεί χωρίς αποδεικτικά στοιχεία, μπορεί να απορριφθεί χωρίς αποδεικτικά στοιχεία." - Χριστόφορος Χίτσενς

Πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια, ένας τεράστιος αστεροειδής, ίσως πέντε έως δέκα χιλιόμετρα απέναντι, έπληξε τη Γη με ταχύτητες άνω των 20.000 μιλίων ανά ώρα. Μετά από αυτήν την καταστροφική σύγκρουση, οι γιγαντιαίοι μεγαθήριοι γνωστοί ως δεινόσαυροι, που κυριάρχησαν στην επιφάνεια της Γης για πάνω από 100 εκατομμύρια χρόνια, εξοντώθηκαν. Στην πραγματικότητα, περίπου το 30% όλων των ειδών που υπήρχαν επί του παρόντος στη Γη τότε εξαφανίστηκε. Δεν ήταν η πρώτη φορά που η Γη είχε χτυπηθεί από ένα τόσο καταστροφικό αντικείμενο και δεδομένου του τι υπάρχει εκεί έξω, πιθανότατα δεν θα είναι το τελευταίο. Μια ιδέα που εξετάστηκε εδώ και αρκετό καιρό είναι ότι αυτά τα γεγονότα είναι πραγματικά περιοδικά, που προκαλούνται από την κίνηση του Ήλιου μέσω του γαλαξία. Εάν συμβαίνει αυτό, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να προβλέψουμε πότε έρχεται το επόμενο και αν ζούμε σε μια εποχή πολύ αυξημένου κινδύνου.

Το να χτυπηθείς από ένα τεράστιο κομμάτι διαστημικών συντριμμιών που κινείται γρήγορα είναι πάντα κίνδυνος, αλλά ο κίνδυνος ήταν μεγαλύτερος στις πρώτες μέρες του Ηλιακού Συστήματος. Πιστωτική εικόνα: NASA / GSFC, BENNU'S JOURNEY - Heavy Bombardment.

Υπάρχει πάντα ο κίνδυνος μαζικής εξαφάνισης, αλλά το κλειδί είναι ο ακριβής προσδιορισμός αυτού του κινδύνου. Οι απειλές εξαφάνισης στο ηλιακό μας σύστημα - από κοσμικό βομβαρδισμό - γενικά προέρχονται από δύο πηγές: τον αστεροειδή ιμάντα ανάμεσα στον Άρη και τον Δία, και τη ζώνη Kuiper και το σύννεφο Oort έξω από την τροχιά του Ποσειδώνα. Για τη ζώνη αστεροειδών, την ύποπτη (αλλά όχι τη συγκεκριμένη) προέλευση του δολοφόνου των δεινοσαύρων, οι πιθανότητες να χτυπηθούμε από ένα μεγάλο αντικείμενο μειώνονται σημαντικά με την πάροδο του χρόνου. Υπάρχει ένας καλός λόγος για αυτό: η ποσότητα υλικού μεταξύ Άρη και Δία εξαντλείται με την πάροδο του χρόνου, χωρίς μηχανισμό για την αναπλήρωσή του. Μπορούμε να το καταλάβουμε εξετάζοντας μερικά πράγματα: νεαρά ηλιακά συστήματα, πρώιμα μοντέλα του δικού μας ηλιακού συστήματος και περισσότερους κόσμους χωρίς αέρα χωρίς ιδιαίτερα ενεργές γεωλογίες: τη Σελήνη, τον υδράργυρο και τα περισσότερα φεγγάρια του Δία και του Κρόνου.

Οι προβολές υψηλότερης ανάλυσης ολόκληρης της σεληνιακής επιφάνειας λήφθηκαν πρόσφατα από το Lunar Reconnaissance Orbiter. Τα μαριά (οι νεότερες, πιο σκοτεινές περιοχές) είναι σαφώς λιγότερο κρατήρα από τα σεληνιακά υψίπεδα. Πιστωτική εικόνα: NASA / GSFC / Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα (συντάχθηκε από τον Ι. Antonenko).

Η ιστορία των επιπτώσεων στο ηλιακό μας σύστημα είναι κυριολεκτικά γραμμένη σε πρόσωπα κόσμων όπως η Σελήνη. Όπου βρίσκονται τα σεληνιακά υψίπεδα - τα ελαφρύτερα σημεία - μπορούμε να δούμε μια μακροχρόνια ιστορία βαρέων κρασιών, που χρονολογείται από τις πρώτες μέρες στο Ηλιακό Σύστημα: πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Υπάρχουν πάρα πολλοί μεγάλοι κρατήρες με μικρότερους και μικρότερους κρατήρες μέσα: στοιχεία που δείχνουν ότι υπήρχε ένα απίστευτα υψηλό επίπεδο δραστηριότητας κρούσης από νωρίς. Ωστόσο, αν κοιτάξετε τις σκοτεινές περιοχές (τη σεληνιακή μαριά), μπορείτε να δείτε πολύ λιγότερους κρατήρες μέσα. Η ραδιομετρική χρονολόγηση δείχνει ότι οι περισσότερες από αυτές τις περιοχές είναι μεταξύ 3 και 3,5 δισεκατομμυρίων ετών, και ακόμη και αυτό είναι αρκετά διαφορετικό ώστε η ποσότητα του κρατήρα να είναι πολύ μικρότερη. Οι νεότερες περιοχές, που βρέθηκαν στο Oceanus Procellarum (η μεγαλύτερη φοράδα στο φεγγάρι), είναι μόλις 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια και είναι οι λιγότερο κρατήρες.

Η μεγάλη λεκάνη που εμφανίζεται εδώ, το Oceanus Procellorum, είναι η μεγαλύτερη και επίσης μια από τις νεότερες από όλες τις σεληνιακές μαριές, όπως αποδεικνύεται από το γεγονός ότι είναι μια από τις λιγότερο κρατημένες. Πιστωτική εικόνα: Διαστημικό σκάφος NASA / JPL / Galileo.

Από αυτά τα στοιχεία, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο αστεροειδής ιμάντας γίνεται όλο και πιο αραιός με την πάροδο του χρόνου, καθώς μειώνεται ο ρυθμός κρατήρα. Η κορυφαία σχολή σκέψης είναι ότι δεν την έχουμε φτάσει ακόμη, αλλά κάποια στιγμή τα επόμενα δισεκατομμύρια χρόνια, η Γη θα πρέπει να βιώσει την τελευταία της μεγάλη αστεροειδή απεργία και αν υπάρχει ακόμα ζωή στον κόσμο, η τελευταία μαζική εξαφάνιση γεγονός που προκύπτει από μια τέτοια καταστροφή. Η αστεροειδής ζώνη ενέχει λιγότερο κίνδυνο, σήμερα από ό, τι ποτέ στο παρελθόν.

Αλλά το σύννεφο Oort και η ζώνη Kuiper είναι διαφορετικές ιστορίες.

Η ζώνη Kuiper είναι η θέση του μεγαλύτερου αριθμού γνωστών αντικειμένων στο Ηλιακό Σύστημα, αλλά το σύννεφο Oort, πιο αχνό και πιο μακρινό, όχι μόνο περιέχει πολλά περισσότερα, αλλά είναι πιο πιθανό να διαταραχθεί από μια μάζα που περνά σαν ένα άλλο αστέρι. Πιστωτική εικόνα: NASA και William Crochot.

Πέρα από τον Ποσειδώνα στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα, υπάρχει τεράστιο δυναμικό για καταστροφή. Εκατοντάδες χιλιάδες - αν όχι εκατομμύρια - μεγάλα κομμάτια πάγου και βράχου περιμένουν σε μια χαλαρή τροχιά γύρω από τον Ήλιο μας, όπου μια μάζα που περνά (όπως ο Ποσειδώνας, ένα άλλο αντικείμενο σύννεφο Kuiper / Oort ή ένα αστέρι / πλανήτης που περνά) έχει το πιθανότητα να το διαταράξει βαρυτικά. Η διαταραχή θα μπορούσε να έχει πολλά αποτελέσματα, αλλά ένα από αυτά είναι να την σπρώξει προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου θα μπορούσε να φτάσει ως ένας λαμπρός κομήτης, αλλά όπου θα μπορούσε επίσης να συγκρουστεί με τον κόσμο μας.

Κάθε 31 εκατομμύρια χρόνια περίπου, ο Ήλιος κινείται μέσω του γαλαξιακού επιπέδου, διασχίζοντας την περιοχή με τη μεγαλύτερη πυκνότητα όσον αφορά το γαλαξιακό πλάτος. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (της κύριας εικόνας του γαλαξία), τροποποιημένο από τον χρήστη Cmglee του Wikimedia Commons.

Οι αλληλεπιδράσεις με τον Ποσειδώνα ή άλλα αντικείμενα στο σύννεφο Kuiper belt / Oort είναι τυχαίες και ανεξάρτητες από οτιδήποτε άλλο συμβαίνει στον γαλαξία μας, αλλά είναι πιθανό να περάσει μια περιοχή πλούσια σε αστέρια - όπως ο γαλαξιακός δίσκος ή ένας από τους σπειροειδείς βραχίονές μας - θα μπορούσε να ενισχύσει τις πιθανότητες μιας καταιγίδας κομήτη, και την πιθανότητα μιας επίθεσης κομήτη στη Γη. Καθώς ο Ήλιος κινείται μέσω του Γαλαξία, υπάρχει ένα ενδιαφέρον παράξενο κομμάτι της τροχιάς του: περίπου μία φορά κάθε 31 εκατομμύρια χρόνια περίπου, περνά μέσα από το γαλαξιακό επίπεδο. Αυτή είναι μόνο η τροχιακή μηχανική, καθώς ο Ήλιος και όλα τα αστέρια ακολουθούν ελλειπτικά μονοπάτια γύρω από το γαλαξιακό κέντρο. Ωστόσο, ορισμένοι ισχυρίστηκαν ότι υπάρχουν στοιχεία για περιοδικές εξαφανίσεις σε αυτό το ίδιο χρονικό διάστημα, το οποίο μπορεί να υποδηλώνει ότι αυτές οι εξαφανίσεις προκαλούνται από μια καταιγίδα κομήτη κάθε 31 εκατομμύρια χρόνια.

Το ποσοστό των ειδών που έχουν εξαφανιστεί σε διάφορα χρονικά διαστήματα. Η μεγαλύτερη γνωστή εξαφάνιση είναι το όριο Permian-Triassic περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια πριν, του οποίου η αιτία είναι ακόμα άγνωστη. Πιστωτική εικόνα: Χρήστης Wikimedia Commons Smith609, με δεδομένα από τους Raup & Smith (1982) και Rohde και Muller (2005).

Είναι εύλογο; Η απάντηση μπορεί να βρεθεί στα δεδομένα. Μπορούμε να δούμε τα μεγάλα γεγονότα εξαφάνισης στη Γη όπως αποδεικνύεται από τα απολιθώματα. Η μέθοδος που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε είναι να μετρήσουμε τον αριθμό των γενών (ένα βήμα πιο γενικό από το «είδος» στον τρόπο ταξινόμησης των ζωντανών όντων · για τα ανθρώπινα όντα, το «homo» στο homo sapiens είναι το γένος μας) που υπάρχει ανά πάσα στιγμή. Μπορούμε να το κάνουμε εδώ και περισσότερα από 500 εκατομμύρια χρόνια, χάρη στα στοιχεία που βρέθηκαν στα ιζηματογενή πετρώματα, επιτρέποντάς μας να δούμε τι ποσοστό υπήρχαν και τα δύο και επίσης χάθηκαν σε οποιοδήποτε δεδομένο διάστημα.

Στη συνέχεια μπορούμε να αναζητήσουμε μοτίβα σε αυτά τα γεγονότα εξαφάνισης. Ο ευκολότερος τρόπος για να το κάνετε, ποσοτικά, είναι να κάνετε τον μετασχηματισμό Fourier αυτών των κύκλων και να δείτε πού εμφανίζονται (αν οπουδήποτε) μοτίβα. Αν είδαμε γεγονότα μαζικής εξαφάνισης κάθε 100 εκατομμύρια χρόνια, για παράδειγμα, όπου υπήρχε μεγάλη μείωση του αριθμού των γενών με αυτήν την ακριβή περίοδο κάθε φορά, τότε ο μετασχηματισμός Fourier θα έδειχνε μια τεράστια ακίδα με συχνότητα 1 / (100 εκατομμύρια χρόνια). Ας δούμε λοιπόν: τι δείχνει τα δεδομένα εξαφάνισης;

Ένα μέτρο της βιοποικιλότητας και οι αλλαγές στον αριθμό των γενών που υπάρχουν ανά πάσα στιγμή, για τον εντοπισμό των σημαντικότερων γεγονότων εξαφάνισης τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια. Πιστωτική εικόνα: Χρήστης του Wikimedia Commons Albert Mestre, με δεδομένα από τους Rohde, RA και Muller, RA

Υπάρχουν κάποια σχετικά αδύναμα στοιχεία για μια ακίδα με συχνότητα 140 εκατομμυρίων ετών, και μια άλλη, ελαφρώς ισχυρότερη ακίδα στα 62 εκατομμύρια χρόνια. Όπου είναι το πορτοκαλί βέλος, μπορείτε να δείτε πού θα συνέβαινε μια περιοδικότητα 31 εκατομμυρίων ετών. Αυτές οι δύο αιχμές φαίνονται τεράστιες, αλλά αυτό σχετίζεται μόνο με τις άλλες αιχμές, οι οποίες είναι εντελώς ασήμαντες. Πόσο ισχυρές, αντικειμενικά, είναι αυτές οι δύο αιχμές, που αποτελούν την απόδειξή μας για περιοδικότητα;

Αυτός ο αριθμός δείχνει τον μετασχηματισμό των γεγονότων εξαφάνισης Fourier τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια. Το πορτοκαλί βέλος, που εισήχθη από τον E. Siegel, δείχνει πού θα χωρούσε μια περιοδικότητα 31 εκατομμυρίων ετών. Πιστοποίηση εικόνας: Rohde, RA & Muller, RA (2005). Κύκλοι με ποικιλία ορυκτών. Φύση 434: 209-210.

Σε ένα χρονικό διάστημα μόλις ~ 500 εκατομμυρίων ετών, μπορείτε να χωρέσετε μόνο τρεις πιθανές μαζικές εξαφανίσεις 140 εκατομμυρίων ετών εκεί, και μόνο περίπου 8 πιθανά 62 εκατομμύρια χρόνια εκδηλώσεις. Αυτό που βλέπουμε δεν ταιριάζει με ένα συμβάν που συμβαίνει κάθε 140 εκατομμύρια ή κάθε 62 εκατομμύρια χρόνια, αλλά μάλλον αν δούμε ένα γεγονός στο παρελθόν, υπάρχει αυξημένη πιθανότητα να έχουμε ένα άλλο γεγονός είτε 62 είτε 140 εκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν ή στο μέλλον . Όμως, όπως μπορείτε να δείτε ξεκάθαρα, δεν υπάρχουν στοιχεία για μια περιοδικότητα 26-30 εκατομμυρίων ετών σε αυτές τις εξαφανίσεις.

Αν αρχίσουμε να κοιτάζουμε τους κρατήρες που βρίσκουμε στη Γη και τη γεωλογική σύνθεση του ιζηματογενή βράχου, ωστόσο, η ιδέα καταρρέει εντελώς. Από όλες τις επιπτώσεις που συμβαίνουν στη Γη, λιγότερο από το ένα τέταρτο προέρχεται από αντικείμενα που προέρχονται από το σύννεφο Oort. Ακόμα χειρότερα, από τα όρια μεταξύ γεωλογικών χρονικών κλιμάκων (Τριασικό / Ιουρασικό, Ιουρασικό / Κρητιδικό, ή το όριο Κρητιδικών / Παλαιογενών), και των γεωλογικών αρχείων που αντιστοιχούν σε γεγονότα εξαφάνισης, μόνο το γεγονός από 65 εκατομμύρια χρόνια πριν δείχνει τη χαρακτηριστική τέφρα και -στρώμα σκόνης που συνδέουμε με σημαντικό αντίκτυπο.

Το οριακό στρώμα Cretaceous-Paleogene είναι πολύ ξεχωριστό σε ιζηματογενή πετρώματα, αλλά είναι το λεπτό στρώμα τέφρας και η στοιχειακή του σύνθεση, που μας διδάσκει για την εξωγήινη προέλευση του κρουστικού παράγοντα που προκάλεσε το μαζικό εξαφάνισμα. Πιστωτική εικόνα: James Van Gundy.

Η ιδέα ότι οι μαζικές εξαφανίσεις είναι περιοδικές είναι ενδιαφέρουσα και συναρπαστική, αλλά τα στοιχεία απλά δεν υπάρχουν για αυτό. Η ιδέα ότι η διέλευση του Ήλιου μέσω του γαλαξιακού επιπέδου προκαλεί περιοδικές επιπτώσεις λέει επίσης μια υπέροχη ιστορία, αλλά και πάλι, δεν υπάρχουν στοιχεία. Στην πραγματικότητα, γνωρίζουμε ότι τα αστέρια βρίσκονται κοντά στο σύννεφο Oort κάθε μισό εκατομμύριο χρόνια περίπου, αλλά είμαστε σίγουρα σε απόσταση μεταξύ αυτών των γεγονότων προς το παρόν. Για το άμεσο μέλλον, η Γη δεν διατρέχει αυξημένο κίνδυνο φυσικής καταστροφής από το Σύμπαν. Αντ 'αυτού, φαίνεται ότι ο μεγαλύτερος κίνδυνος μας τίθεται από το ένα μέρος που όλοι φοβόμαστε να κοιτάξουμε: στον εαυτό μας.

Το Starts With A Bang είναι τώρα στο Forbes και αναδημοσιεύεται στο Medium χάρη στους υποστηρικτές του Patreon. Ο Ethan έχει συγγράψει δύο βιβλία, το Beyond The Galaxy και το Treknology: The Science of Star Trek από το Tricorder στο Warp Drive.