Галактоцентрическая парадигма и ее следствия

12. Падения астероидных тел

Любое падение крупного астероида, вне зависимости от того приходится ли оно в океан или на сушу, представляет для нашей планеты серьезную катастрофу [91]. Она на долгое время выводит природную систему Земли из равновесия. Во всех случаях такое падение сопровождается испарением и выбросом в атмосферу больших количеств газа и (или) пыли, что влечет за собой изменение климата, массовую гибель живых организмов и ряд других важных следствий, которые при современной геологической изученности пород фанерозоя не остаются незамеченными.

В фанерозое произошло 200 событий, которые можно трактовать как столкновение Земли с крупными одиночными астероидами 3.51.0 км в диаметре [54]. Эти столкновения носили во времени сугубо случайный характер и в среднем повторялись каждые 2.9 млн. лет. Вероятность отнесения таких событий к разряду веков составила 0.45. То есть более их половины в геохронологической таблице пропущено. Падения тел меньшего размера происходили чаще, однако они имели более локальные последствия. Подавляющее большинство таких событий в геохронологии не фиксируется.

Энергия выпавших комет и астероидов, усредненная по фанерозою, составляет 10²¹ Дж/год. Эта величина намного превышает современное выделение энергии Земли [64] в результате сейсмических движений 1.0510¹⁸ Дж/год, вулканической деятельности 2.410¹⁸ Дж/год и тектонической активности 7.210¹⁸ Дж/год и вполне сопоставима с теплоизлучением нашей планеты 9.810²⁰ Дж/год [65, 92]. Поэтому циклические падения на Землю астероидов и комет необходимо рассматривать как один из основных источников энергии современных вулканических и тектонических процессов.

Количество метеоритного вещества, выпавшего на нашу планету в фанерозое, оценено 1.610²⁰ г, что равно 310^6 массы пород земной коры. Средний темп его поступления на Землю составил 2.7510¹¹ г/год, что в 4 раза выше оценок современных астрономических наблюдений [93]. Отсюда сделан вывод, что общее число астероидов в Солнечной системе, как в поясе, так и за его пределами, со временем убывает.

13. Кометы Солнечной системы

До открытия явления струйного истечения вопрос о происхождении комет Солнечной системы оставался в высшей степени дискуссионным. Их свойства трудно объяснить захватом комет галактического происхождения Солнцем, так и образованием этих тел в самой Солнечной системе. Ошибочно считать их и поступающими из кометного облака Оорта [94], возникшего при образовании Солнечной системы. При взаимодействиях Солнца с другими звездами или при его пролете через сгущения космической пыли и газа такое облако комет неизбежно прекратит свое существование [95, 96].

Галактоцентрическая парадигма решает проблему комет Солнечной системы иначе [1]. Все эти кометы, как долгопериодические, так и короткопериодические, рассматриваются как захваченные притяжением Солнца продукты столкновений комет струйных потоков Галактики с телами астероидного пояса (рис. 18).

Р
ис. 18. Сечение кольца астероидов плоскостью, перпендикулярной эклиптике и проходящей через Солнце: заштрихованы области с разной пространственной плотностью тел. Показаны петли, которые делают в этой плоскости наиболее крупные астероиды Паллада, Церера и Веста [97].

С
ечения разрушения галактических комет в столкновениях в астероидном поясе много больше вероятности их выпадения на Солнце, не говоря уже о планетах (рис. 19).

Рис. 19. Сечения разрушения галактической кометы в астероидном поясе в зависимости от диаметра кометного ядра. Пунктирная линия – площадь поперечного сечения Солнца.

Анализ показывает, что при столкновении комет и астероидов оба тела дробятся и испаряются, а их вещество физически и химически перемешивается. Поэтому кометы Солнечной системы представляют собой конгломерат [98] из кометного вещества галактического происхождения, смешанного с большим или меньшим количеством твердого (обломочного) и газообразного (испарившегося) материала астероидов.

Большинство комет Солнечной системы, как короткопериодических, так и долгопериодических, возникли 15 млн. лет назад в период последнего пребывания Солнца в струйном потоке Ориона-Лебедя. Различия их орбит и состава вещества легко объясняются лишь разной начальной скоростью выброса обеих групп комет из пояса.

Короткопериодические кометы покинули пояс близко к плоскости эклиптики и с относительно малыми скоростями, что не позволило им далеко удалиться от Солнца. С момента рождения они совершили многие тысячи оборотов вокруг Солнца и теперь смогли сохраниться лишь в промежутках между орбитами планет-гигантов [99].

Долгопериодические кометы, наоборот, были выброшены из пояса во всех направлениях, причем со скоростью близкой критической 25 км/с. Вследствие движения Солнца по орбите с ускорением, при возвращении этих комет назад к Солнцу их первоначально эллиптические траектории трансформируются в слабопараболические и слабогиперболические, что приводит к потере данной кометы Солнечной системой. Сегодня преимущественно наблюдаются долгопериодические кометы, завершающие свой первый оборот вокруг Солнца. Радиус их орбит, по третьему закону Кеплера, составляет 10⁴10⁵ а.е., а направление прилета в Солнечную систему близко к изотропному.

Тем самым, никакого избытка комет на периферии Солнечной системы нет. А то, что называют «кометным облаком Оорта» является лишь геометрическим местом афелиев орбит вторичных комет, впервые после вылета 15 млн. лет назад из астероидного пояса возвращающихся к Солнцу. Общее число долго- и короткопериодических комет существующих сейчас около Солнца оценено величиной 10⁷ [1].

В отличие от короткопериодических комет, потерявших под действием солнечной радиации значительную часть льдистого газопылевого галактического вещества, долгопериодические кометы эти льды сохранили. Вещественный состав комет Солнечной системы (табл. 4) позволяет полагать, что доля воды в галактических кометах может достигать 8090 %, углерода – 510 %, а суммарное содержание более тяжелых химических элементов – первые проценты.