Velika, hitro premikajoča se masa, ki udari na Zemljo, bi zagotovo lahko povzročila množično izumrtje. Vendar bi takšna teorija potrebovala močne dokaze o občasnih vplivih, ki se zdi, da Zemlja nima. Kreditna slika: Don Davis / NASA.

So množična izumiranja periodična? In smo dolžni za enega?

65 milijonov let je vpliv izbrisal 30% vsega življenja na Zemlji. Bi lahko bil še en neizbežen?

"To, kar je mogoče zatrditi brez dokazov, je mogoče zavrniti brez dokazov." -Kristopher Hitčenci

Pred 65 milijoni let je ogromen asteroid, morda čez pet do deset kilometrov, udaril Zemljo s hitrostjo nad 20.000 milj na uro. Po katastrofalnem trčenju so bili iztrebljeni velikanski behemoti, imenovani dinozavri, ki so več kot 100 milijonov let obvladovali zemeljsko površje. Dejansko je bilo izbrisanih približno 30% vseh vrst, ki trenutno obstajajo na Zemlji. To ni bilo prvič, ko je Zemljo prizadel tako katastrofalen objekt, in glede na to, kaj je tam zunaj, verjetno ne bo zadnji. Ideja, o kateri že nekaj časa razmišljajo, je, da so ti dogodki dejansko periodični, ki jih povzroči gibanje Sonca skozi galaksijo. V tem primeru bi morali biti sposobni predvideti, kdaj prihaja naslednji in ali živimo v času močno povečanega tveganja.

Udarec z velikanskim kosom hitro premikajočih se vesoljskih naplavin je vedno nevarnost, največja nevarnost pa je bila v prvih dneh Osončja. Kreditna slika: NASA / GSFC, BENNUOVO PUTOVANJE - Težko bombardiranje.

Vedno obstaja nevarnost množičnega izumrtja, toda ključno je, da to nevarnost natančno določimo. Grožnje izumrtja v našem Osončju - od kozmičnega bombardiranja - običajno izvirajo iz dveh virov: asteroidni pas med Marsom in Jupitrom ter pas Kuiperja in Oorta zunaj orbite Neptuna. Glede asteroidnega pasu, za katerega obstaja sum (vendar ne gotovo) izvora ubijalcev dinozavrov, se naše verjetnosti, da bi zadela velik predmet, sčasoma bistveno zmanjšajo. Za to obstaja dober razlog: količina materiala med Marsom in Jupitrom se sčasoma izčrpa, brez mehanizma za njegovo polnjenje. To lahko razumemo, če pogledamo nekaj stvari: mlade Sončne sisteme, zgodnje modele lastnega Osončja in večino brezzračnih svetov brez posebej aktivnih geologij: Luno, Živo srebro in večino lup Jupitra in Saturna.

Ogledi celotne lunarne površine z najvišjo ločljivostjo je Lunar Reconnaissance Orbiter nedavno posnel. Marija (mlajša, temnejša območja) je očitno manj zakrčena kot lunarno visokogorje. Kreditna slika: NASA / GSFC / Arizona State University (sestavil I. Antonenko).

Zgodovina vplivov našega osončja je dobesedno zapisana na obrazih svetov, kot je Luna. Kjer so lunarna visokogorja - svetlejša mesta - lahko vidimo dolgoletno zgodovino težkih kraterjev, ki segajo vse do najzgodnejših dni v Osončju: pred več kot 4 milijardami let. V notranjosti je veliko velikih kraterjev z manjšimi in manjšimi kraterji: dokaz, da je bila že na začetku neverjetna visoka stopnja vplivnih dejavnosti. Če pa pogledate temne predele (lunarna maria), lahko v notranjosti vidite veliko manj kraterjev. Radiometrični zmenki kažejo, da je večina teh območij starih od 3 do 3,5 milijarde let, in tudi to je dovolj drugače, da je količina kraterjev veliko manjša. Najmlajše regije, ki jih najdemo v Oceanus Procellarum (največja kobila na Luni), so stare le 1,2 milijarde let in so najmanj zakrčene.

Tukaj je največji bazen, Oceanus Procellorum, največji in hkrati tudi eden najmlajših od vseh lunarnih Marij, o čemer priča dejstvo, da je eden najmanj zakrpanih. Kreditna slika: NASA / JPL / vesoljsko plovilo Galileo.

Iz teh dokazov lahko sklepamo, da je asteroidni pas s časom vse bolj redek in bolj redek, ko se stopnja kraterja zmanjšuje. Vodilna miselna šola je, da je še nismo dosegli, toda na neki točki v naslednjih nekaj milijardah let bi Zemlja morala doživeti svoj zelo velik napad asteroida, in če je na svetu še življenje, zadnje množično izumrtje dogodka, ki izhaja iz takšne katastrofe. Asteroidni pas predstavlja večjo nevarnost, danes kot kdaj koli prej.

Toda Oortov oblak in Kuiperjev pas sta različni zgodbi.

Kuiperjev pas je mesto največjega števila znanih predmetov v Osončju, vendar Oortov oblak, šibkejši in bolj oddaljeni ne vsebuje le še veliko več, ampak ga bolj moti mimoidoča masa kot druga zvezda. Kreditna slika: NASA in William Crochot.

Zunaj Neptuna v zunanjem Osončju obstaja ogromen potencial za katastrofo. Na stotine tisoč - če ne na milijone - velikih ledenih in skalnih komadov čaka v napeti orbiti okoli našega Sonca, kjer ima mimoidoča masa (kot Neptun, še en Kuiperjev oblak / Oortov oblačni objekt ali minljiva zvezda / planet) potencial, da ga gravitacijsko moti. Motenje bi lahko imelo poljubno število izidov, eden od njih pa je, da ga usmerimo proti notranjemu Osončju, kamor bi lahko prišel kot sijajen komet, toda tam, kjer bi lahko trčil tudi v naš svet.

Vsakih 31 milijonov let se Sonce premika skozi galaktično ravnino in prečka območje največje gostote glede na širino galaktike. Kreditna slika: NASA / JPL-Caltech / R. Poškodba (glavne ilustracije galaksije), prirejena s strani uporabnika Wikimedia Commons Cmglee.

Interakcije z Neptunom ali drugimi predmeti v Kuiperjevem pasu / Oortovem oblaku so naključne in neodvisne od česa drugega, kar se dogaja v naši galaksiji, vendar je možno, da gremo skozi območje, bogato z zvezdami, na primer galaktični disk ali eno od naših spiralnih ročic - bi lahko povečale verjetnost nevihte kometa in možnost udara kometa na Zemljo. Ko se Sonce premika po Mlečni poti, je zanimiva njegova orbita: približno enkrat na vsakih 31 milijonov let gre skozi galaktično ravnino. To je samo orbitalna mehanika, saj Sonce in vse zvezde sledijo eliptičnim potim okoli galaktičnega središča. Toda nekateri trdijo, da obstajajo dokazi o občasnih izumrtjih na istem časovnem merilu, ki bi lahko nakazovali, da ta izumrtja sproži nevihta kometa vsakih 31 milijonov let.

Odstotek vrst, ki so izumrle v različnih časovnih intervalih. Največje znano izumrtje je permijsko-triasna meja pred približno 250 milijoni let, katere vzrok še ni znan. Kreditna slika: Wikimedia Commons uporabnik Smith609 s podatki Raup & Smith (1982) ter Rohde in Muller (2005).

Je to verjetno? Odgovor lahko najdemo v podatkih. Opazimo lahko velike dogodke izumiranja na Zemlji, kar dokazujejo tudi fosilni zapisi. Metoda, ki jo lahko uporabimo, je, da štejemo število rodov (en korak bolj generičen kot "vrsta" pri razvrščanju živih bitij; za človeka je "homo" v homo sapiens naš rod), ki obstaja v danem času. To lahko storimo že več kot 500 milijonov let nazaj, zahvaljujoč dokazom, ki jih najdemo v sedimentni kamnini, ki nam omogočajo, da vidimo, kolikšen odstotek je obstajal in tudi v katerem koli časovnem obdobju izumrl.

Nato lahko poiščemo vzorce v teh dogodkih izumrtja. Najlažje količinsko to storimo tako, da naredimo Fourierovo preobrazbo teh ciklov in vidimo, kje se (če kjerkoli) pojavijo vzorci. Če bi videli dogodke množičnega izumrtja na vsakih 100 milijonov let, na primer tam, kjer je bilo vsako leto velik upad števila rodov s točnim obdobjem, bi Fourierjeva preobrazba pokazala velik trnek s frekvenco 1 / (100 milijonov let). Torej, pojdimo prav do tega: kaj kažejo podatki o izumrtju?

Ukrep biotske raznovrstnosti in spremembe števila rodov, ki obstajajo v določenem času, za prepoznavanje najpomembnejših dogodkov izumrtja v zadnjih 500 milijonih let. Kreditna slika: Wikimedia Commons uporabnik Albert Mestre, s podatki Rohde, RA in Muller, RA

Obstaja nekaj relativno šibkih dokazov o trnu s pogostostjo 140 milijonov let in drugem, nekoliko močnejšem trnu pri 62 milijonih let. Kjer je oranžna puščica, lahko vidite, kje bi prišlo do obdobja 31 milijonov let. Ti dve trni sta videti ogromni, vendar je to le v primerjavi z ostalimi trni, ki so popolnoma nepomembni. Kako močni so, objektivno, ti dve trni, ki sta naša dokaza za periodičnost?

Ta slika prikazuje Fourierovo preobrazbo dogodkov izumrtja v zadnjih 500 milijonih let. Oranžna puščica, ki jo je vstavil E. Siegel, kaže, kje bi se prilegala obdobja 31 milijonov let. Kreditna slika: Rohde, RA in Muller, RA (2005). Cikli v fosilni raznolikosti. Narava 434: 209–210.

V časovnem okviru, ki znaša le ~ 500 milijonov let, lahko tam postavite le tri možne množične izumrtje v 140 milijonov let in le približno 8 možnih 62 milijonov letnih dogodkov. Kar vidimo, se ne ujema z dogodkom na vsakih 140 milijonov ali vsakih 62 milijonov let, ampak če vidimo dogodek v preteklosti, obstaja večja možnost, da se v preteklosti ali prihodnosti zgodi še en dogodek, 62 ali 140 milijonov let . Toda, kot jasno vidite, ni dokazov za periodičnost 26–30 milijonov let v teh izumrtjih.

Če začnemo gledati kraterje, ki jih najdemo na Zemlji, in geološko sestavo sedimentne kamnine, pa se ideja popolnoma razpada. Od vseh vplivov na Zemljo jih manj kot četrtina prihaja iz predmetov, ki izvirajo iz oblaka Oort. Še huje pa je, da meje med geološkimi časovnimi okviri (triasna / jurska, jurska / kreda ali meja krede / paleogena) in geološkimi zapisi, ki ustrezajo izumrtju, le dogodek izpred 65 milijonov let kaže značilno pepel in plast prahu, ki jo povezujemo z velikim vplivom.

Mejna plast krede-paleogena je v sedimentni kamnini zelo izrazita, vendar nas tanka plast pepela in njegova elementarna sestava uči o nezemeljskem izvoru udarne snovi, ki je povzročila množično izumrtje. Kreditna slika: James Van Gundy.

Ideja, da so množična izumiranja periodična, je zanimiva in prepričljiva, vendar dokazov preprosto ni. Zamisel, da Sončev prehod skozi galaktično ravnino povzroča občasne vplive, kaže tudi veliko zgodbo, vendar spet ni dokazov. V resnici vemo, da zvezde prihajajo v oblak Oorta vsakih pol milijona let, vendar smo med temi dogodki zagotovo dobro razporejeni. Zaenkrat na Zemlji ni večje nevarnosti naravne katastrofe, ki prihaja iz vesolja. Namesto tega se zdi, da našo največjo nevarnost predstavlja eno mesto, na katerega se vsi bojimo pogledati: nase.

Starts With A Bang je zdaj objavljen na Forbesu in ponovno objavljen na Medium zahvaljujoč našim podpornikom Patreona. Ethan je avtor dveh knjig, Beyond The Galaxy in Treknology: The Science of Star Trek od Tricorders do Warp Drive.