8.5: Mvuto wa Cosmic juu ya Mageuzi ya Dunia

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Eleza uhaba wa volkeno za athari duniani ikilinganishwa na sayari na miezi mingine
• Eleza ushahidi wa athari za hivi karibuni duniani
• Detail jinsi athari kubwa iliyopita hali ya maisha duniani, na kusababisha kutoweka kwa dinosaurs
• Eleza jinsi athari zimeathiri mageuzi ya maisha duniani
• Jadili utafutaji wa vitu ambavyo vinaweza kupigana na sayari yetu

Katika kujadili jiolojia ya Dunia mapema katika sura hii, tulihusika tu na madhara ya nguvu za ndani, zilizoelezwa kupitia mchakato wa tectonics ya sahani na volkano. Katika Mwezi, kinyume chake, tunaona craters hasa, zinazozalishwa na athari za uchafu wa interplanetary kama vile asteroids na comets. Kwa nini hatuoni ushahidi zaidi duniani kuhusu aina za volkeno za athari ambazo ni maarufu sana kwenye Mwezi na ulimwengu mwingine?

Wapi Craters duniani?

Haiwezekani kwamba Dunia ilitoroka kupigwa na uchafu wa interplanetary ambao umeweka alama ya Mwezi. Kutokana na mtazamo wa cosmic, Mwezi ni karibu karibu. Anga yetu hufanya vipande vidogo vya uchafu wa cosmic kuchomwa moto (ambavyo tunaona kama vimondo —kawaida huitwa nyota za risasi). Lakini, tabaka za hewa yetu hazitoi ngao dhidi ya athari kubwa zinazounda craters kilomita kadhaa kwa kipenyo na ni kawaida kwenye Mwezi.

Katika kipindi cha historia yake, Dunia lazima iwe imeathiriwa sana kama Mwezi. Tofauti ni kwamba, duniani, craters hizi zinaharibiwa na jiolojia yetu ya kazi kabla ya kujilimbikiza. Kama tectonics sahani daima upya ukanda wetu, ushahidi wa matukio ya zamani cratering ni polepole kufutwa. Tu katika miongo michache iliyopita wanajiolojia wamefanikiwa kutambua mabaki yaliyoharibika ya craters nyingi za athari (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Hata hivi karibuni ni kutambua kwamba, juu ya historia ya Dunia, athari hizi zimekuwa na ushawishi muhimu juu ya mageuzi ya maisha.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\) Ouarkziz Impact Crater. Iko nchini Algeria, volkeno hii (kipengele cha pande zote katikati) ni matokeo ya athari ya meteor wakati wa kipindi cha Cretaceous. Ingawa volkeno imepata mmomonyoko mzito, picha hii kutoka International Space Station inaonyesha muundo wa mviringo unaotokana na athari.

Athari za hivi karibuni

Mgongano wa uchafu wa interplanetary na Dunia sio wazo la kufikiri. Ushahidi wa athari za hivi karibuni unaweza kupatikana kwenye uso wa sayari yetu. Mgongano mmoja uliosoma vizuri wa kihistoria ulifanyika tarehe 30 Juni 1908, karibu na mto Tunguska huko Siberia. Katika eneo hili la ukiwa, kulikuwa na mlipuko wa ajabu katika anga kuhusu kilomita 8 juu ya uso. Wimbi la mshtuko lilipiga zaidi ya kilomita za mraba elfu za misitu (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Mifugo ya reindeer na wanyama wengine waliuawa, na mtu katika kituo cha biashara kilomita 80 kutoka mlipuko alitupwa kutoka kiti chake na kugonga fahamu. Wimbi la mlipuko lilienea duniani kote, kama ilivyorekodiwa na vyombo vinavyotengenezwa kupima mabadiliko katika shinikizo la anga.

\(\PageIndex{2}\)Kielelezo Baada ya mlipuko wa Tunguska. Picha hii, iliyochukuliwa miaka 21 baada ya mlipuko huo, inaonyesha sehemu ya misitu iliyoharibiwa na mlipuko wa megaton 5, na kusababisha wakati projectile ya mawe kuhusu ukubwa wa jengo ndogo la ofisi (mita 40 mduara) iligongana na sayari yetu.

Pamoja na ghasia hizo, hakuna volkeno zilizoundwa na mlipuko wa Tunguska. Kuvunjika kwa shinikizo la anga, projectile ya mawe yenye wingi wa takriban tani 10,000 imevunjika juu ya uso wa sayari yetu ili kuunda mlipuko sawa na bomu la nyuklia la megaton 5. Ingekuwa ndogo au tete zaidi, mwili unaoathiri ungekuwa umepoteza nishati yake kwa urefu wa juu na pengine haukuvutia. Leo, milipuko hiyo ya juu ya anga hufuatiliwa mara kwa mara na mifumo ya ufuatiliaji wa kijeshi.

Kama ingekuwa kubwa au imetengenezwa kwa nyenzo zenye nguvu (kama vile chuma), projectile ya Tunguska ingeingia njia yote hadi kwenye uso wa Dunia na kulipuka ili kuunda volkeno. Badala yake, tu joto na mshtuko wa mlipuko wa anga ulifikia uso, lakini uharibifu ulioachwa nyuma huko Siberia ulishuhudia nguvu za athari hizo. Fikiria kama mshtuko huo wa miamba ulikuwa ulilipuka juu ya jiji la New York mwaka 1908; vitabu vya historia vinaweza kurekodi leo kama moja ya matukio mauti zaidi katika historia ya binadamu.

Makumi ya maelfu ya watu walishuhudia moja kwa moja mlipuko wa projectile ndogo (mita 20) juu ya mji wa Kirusi wa Chelyabinsk asubuhi ya baridi mwaka 2013. Ililipuka kwa urefu wa kilomita 21 katika mwanga mkali zaidi kuliko jua, na mshtuko wa mlipuko wa megaton 0.5 ulivunja makumi ya maelfu ya madirisha na kupeleka mamia ya watu hospitali. Vipande vya mwamba (meteorites) vilikusanywa kwa urahisi na watu katika eneo hilo baada ya mlipuko kwa sababu walitua kwenye theluji safi.

Dk David Morrison, mmoja wa waandishi wa awali wa kitabu hiki, hutoa majadiliano yasiyo ya kiufundi kuhusu mlipuko wa Chelyabinsk, na athari kwa ujumla.

Volkeno ya hivi karibuni inayojulikana duniani iliundwa miaka 50,000 iliyopita huko Arizona. Projectile katika kesi hii ilikuwa pua ya chuma kuhusu mita 40 kwa kipenyo. Sasa inaitwa Meteor Crater na kivutio kikubwa cha utalii njiani kwenda Korongo, volkeno ni kuhusu maili hela na ina sifa zote zinazohusiana na sawa-size lunar athari craters (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Meteor Crater ni mojawapo ya vipengele vichache vya athari duniani ambavyo vinabaki kiasi kikubwa; baadhi ya volkeno wakubwa ni hivyo kumomonyoka kwamba jicho tu la mafunzo linaweza kutofautisha. Hata hivyo, zaidi ya 150 imetambuliwa. (Angalia orodha ya maeneo yaliyopendekezwa mtandaoni mwishoni mwa sura hii ikiwa unataka kujua zaidi kuhusu makovu mengine ya athari.)

Kielelezo\(\PageIndex{3}\) Meteor Crater katika Arizona. Hapa tunaona volkeno ya athari ya umri wa miaka 50,000 iliyofanywa na mgongano wa pua ya mita 40 ya chuma na sayari yetu. Ingawa volkeno za athari ni za kawaida kwenye miili isiyo na kazi kama vile Mwezi, hii ni mojawapo ya volkeno chache sana zilizohifadhiwa vizuri duniani.

molekuli kutoweka

Athari iliyozalisha Meteor Crater ingekuwa makubwa kwa kweli kwa binadamu yeyote aliyeshuhudia (kutoka umbali salama) tangu kutolewa kwa nishati ilikuwa sawa na bomu la nyuklia la megaton 10. Lakini milipuko hiyo ni makubwa tu katika maeneo yao ya ndani; hawana matokeo ya kimataifa. Mengi makubwa (na rarer) athari, hata hivyo, inaweza kuvuruga usawa wa mazingira ya sayari nzima na hivyo kuathiri mwendo wa mageuzi.

Athari kubwa iliyohifadhiwa zaidi ilitokea miaka milioni 65 iliyopita, mwishoni mwa kile kinachoitwa sasa kipindi cha Cretaceous cha historia ya kijiolojia. Wakati huu katika historia ya maisha duniani ilikuwa na alama ya kupoteza kwa wingi, ambapo zaidi ya nusu ya aina katika sayari yetu ilikufa nje. Kuna dazeni au zaidi ya molekuli extinctions katika rekodi ya kijiolojia, lakini tukio hili (jina la utani “kubwa kufa”) daima intrigued paleontologists kwa sababu ni alama ya mwisho wa umri wa dinosaur. Kwa makumi ya mamilioni ya miaka viumbe hawa wakubwa walikuwa wamestawi na kutawala. Kisha, ghafla walipotea (pamoja na aina nyingine nyingi), na baada ya hapo mamalia walianza maendeleo na mseto ambao hatimaye ulisababisha sisi sote.

Kitu ambacho kiligongana na Dunia mwishoni mwa kipindi cha Cretaceous kilipiga bahari isiyojulikana katika kile ambacho sasa ni Peninsula ya Yucatán ya Mexico. Masi yake lazima iwe zaidi ya tani trilioni, iliyoamuliwa kutokana na utafiti wa safu ya dunia nzima ya sediment zilizowekwa kutoka wingu la vumbi ambalo liliifunika sayari baada ya athari yake. Kwanza kutambuliwa mwaka 1979, safu hii ya sediment ina matajiri katika iridium ya chuma ya nadra na mambo mengine ambayo ni mengi sana katika asteroids na comets, lakini ni nadra sana katika ukubwa wa dunia. Ingawa ilipunguzwa na nyenzo ambazo mlipuko uliochimbwa kutoka kwenye uso wa Dunia, sehemu hii ya cosmic bado inaweza kutambuliwa. Aidha, safu hii ya sediment ina madini mengi ya tabia ya joto na shinikizo la mlipuko mkubwa.

Athari iliyosababisha kutoweka kwa dinosaurs ilitoa nishati sawa na mabomu ya nyuklia yenye ukubwa wa Hiroshima bilioni 5 na kuchimba volkeno kilomita 200 kote na kina cha kutosha kupenya kupitia ukonde wa dunia. Hii volkeno kubwa, aitwaye Chicxulub kwa mji mdogo karibu na kituo chake, hatimaye imekuwa kuzikwa katika sediment, lakini maelezo yake bado yanaweza kutambuliwa (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Mlipuko uliounda volkeno ya Chicxulub uliinua takriban tani trilioni 100 za vumbi ndani ya angahewa. Tunaweza kuamua kiasi hiki kwa kupima unene wa safu ya sediment ambayo iliundwa wakati vumbi hili likikaa juu ya uso.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\) Site ya Chicxulub Crater. Ramani hii inaonyesha eneo la volkeno ya athari iliyoundwa miaka milioni 65 iliyopita kwenye rasi ya Yucatán ya Mexico. Volkeno sasa imezikwa chini ya zaidi ya mita 500 za sediment.

Kiasi hicho cha vifaa vya hewa vingekuwa kikizuia jua kabisa, ikitumbukia Dunia katika kipindi cha baridi na giza ambacho kilidumu miezi kadhaa. Mimea mingi inategemea jua ingekuwa imekufa, ikiacha wanyama wanaokula mimea bila chakula. Madhara mengine duniani kote yalijumuisha moto mkubwa (ulianza na uchafu wa moto, unaotokana na mlipuko) ambao uliharibu misitu mengi ya sayari na mbuga, na kipindi kirefu ambacho maji ya mvua duniani kote yalikuwa ya tindikali. Ilikuwa madhara haya ya mazingira, badala ya mlipuko yenyewe, ambayo yalikuwa na jukumu la kutoweka kwa wingi, ikiwa ni pamoja na kufariki kwa dinosaurs.

Athari na Mageuzi ya Maisha

Inakuwa wazi kuwa wengi - labda wengi - molekuli extinctions katika historia ya muda mrefu ya dunia ulitokana na sababu nyingine mbalimbali, lakini katika kesi ya muuaji dinosaur, athari cosmic hakika alicheza jukumu muhimu na inaweza kuwa “majani ya mwisho” katika mfululizo wa misukosuko ya hali ya hewa ambayo ilisababisha” kubwa kufa.”

Janga kwa kundi moja la vitu vilivyo hai, hata hivyo, linaweza kuunda fursa kwa kikundi kingine. Kufuatia kila kutoweka kwa wingi, kuna kupasuka kwa ghafla ya mageuzi kama spishi mpya zinaendelea kujaza niches za kiikolojia zilizofunguliwa na tukio hilo. Miaka milioni sitini na tano iliyopita, mababu zetu, mamalia, walianza kustawi wakati spishi nyingine nyingi zilikufa nje. Sisi ni walengwa bahati ya mchakato huu.

Athari za comets na asteroids zinawakilisha njia pekee tunazojua ambazo zinaweza kusababisha majanga ya kweli ya kimataifa na kuathiri sana mageuzi ya maisha duniani kote. Kama paleontologist Stephen Jay Gould wa Harvard alibainisha, mtazamo huo unabadilika kimsingi mtazamo wetu wa mageuzi ya ki Masuala ya kati kwa ajili ya kuishi kwa spishi lazima sasa ni pamoja na zaidi ya mafanikio yake tu katika kushindana na spishi nyingine na kukabiliana na mazingira yanayobadilika polepole, kama inavyotarajiwa na wazo la Darwin la uteuzi asilia. Pia inahitajika ni uwezo wa kuishi majanga ya kimataifa ya random kutokana na athari.

Bado mapema katika historia yake, Dunia ilikuwa chini ya athari kubwa zaidi kutokana na uchafu uliobaki wa malezi ya sayari. Tunajua kwamba Mwezi ulipigwa mara kwa mara na vitu vikubwa zaidi ya kilomita 100 kwa kipenyo - mara 1000 zaidi kuliko kitu kilichofuta maisha ya duniani miaka milioni 65 iliyopita. Dunia inapaswa kuwa na athari kubwa sawa wakati wa miaka yake ya kwanza milioni 700 ya kuwepo. Baadhi yao pengine walikuwa vurugu vya kutosha kuvunja sayari ya anga yake nyingi na kuchemsha mbali bahari zake. Matukio kama hayo yangeweza kuharibu sayari, kuharibu maisha yoyote yaliyoanza. Maisha yanaweza kuwa na sumu na kufutwa mara kadhaa kabla ya mababu zetu wenyewe microbial walishikilia wakati mwingine kuhusu miaka bilioni 4 iliyopita.

Ukweli kwamba viumbe vidogo vya kale zaidi duniani ni thermophiles (ilichukuliwa na joto la juu sana) pia inaweza kuelezewa na athari kubwa hizo. Athari ambayo ilikuwa kidogo tu ndogo sana kwa sterilize sayari ingekuwa bado imeharibu chochote kilichoishi katika kile tunachokiona mazingira “ya kawaida”, na viumbe pekee vinavyotumiwa na joto la juu vingeweza kuishi. Hivyo, kongwe kuishi maisha duniani pengine ni mabaki ya aina ya kizuizi cha mabadiliko yanayosababishwa na athari kubwa mara kwa mara mapema katika historia ya dunia.

Athari katika siku zijazo zetu?

Athari za asteroids na comets ambazo zimekuwa na ushawishi mkubwa juu ya maisha sio lazima kitu cha zamani. Katika upeo kamili wa historia ya sayari, miaka milioni 65 iliyopita ilikuwa jana tu. Dunia kwa kweli inazunguka jua ndani ya aina ya nyumba ya sanaa ya risasi ya cosmic, na ingawa athari kubwa ni chache, hazipatikani. Binadamu inaweza kuteseka hatma sawa na dinosaurs, au kupoteza mji kwa athari nyingi zaidi kama ile juu ya Tunguska, isipokuwa tutafikiri njia ya kutabiri athari kubwa ijayo na kulinda sayari yetu. Ukweli kwamba mfumo wetu wa jua ni nyumbani kwa baadhi ya sayari kubwa sana katika njia za nje inaweza kuwa na manufaa kwetu; mashamba ya mvuto wa sayari hizo yanaweza kuwa na ufanisi sana katika kuvuta uchafu wa cosmic na kutuzuia kutokana na athari kubwa zaidi, za mara kwa mara.

Kuanzia miaka ya 1990, wanaastronomia wachache walianza kuchambua hatari ya athari za cosmic na kumshawishi serikali kuunga mkono utafutaji wa asteroidi zinazoweza kuwa na madhara. Telescope kadhaa ndogo lakini za kisasa za shamba pana zinatumika sasa kwa utafutaji huu, ambao huitwa Utafiti wa Spaceguard wa NASA. Tayari tunajua kwamba kwa sasa hakuna asteroids kwenye kozi ya mgongano na Dunia ambayo ni kubwa (kilomita 10—15) kama ile iliyowaua dinosaurs. Utafiti wa Spaceguard sasa unazingatia kutafuta athari ndogo za uwezo. Kufikia mwaka 2015, utafutaji ulikuwa umeweka zaidi ya 15,000 karibu-asteroids, ikiwa ni pamoja na zaidi ya wale walio kubwa kuliko kilomita 1. Hakuna hata mmoja wa wale aligundua hadi sasa inaleta hatari yoyote kwetu. Bila shaka, hatuwezi kutoa taarifa sawa kuhusu asteroids ambazo bado hazijagunduliwa, lakini hizi zitapatikana na kutathminiwa moja kwa moja kwa hatari yao. Uchunguzi huu wa asteroid ni mojawapo ya miradi michache ya maisha na kifo iliyofanywa na wanaastronomia, yenye uwezo wa kusaidia kuokoa sayari yetu kutokana na athari kubwa za baadaye.

Kiwango cha Hatari ya Athari ya Torino ni njia ya kuainisha hatari ya athari inayohusishwa na vitu vya karibu-Dunia kama vile asteroids na comets. Ni chombo cha mawasiliano kwa wanaastronomia na umma kutathmini uzito wa utabiri wa mgongano kwa kuchanganya takwimu za uwezekano na uwezekano unaojulikana wa uharibifu wa kinetic katika thamani moja ya tishio.

Calculator ya Chuo Kikuu cha Purdue “Impact: Earth” inakuwezesha kuingiza sifa za asteroid inakaribia ili kuamua athari za athari zake kwenye sayari yetu.

Muhtasari

Dunia, kama Mwezi na sayari nyingine, imeathiriwa na athari za uchafu wa cosmic, ikiwa ni pamoja na mifano ya hivi karibuni kama Meteor Crater na mlipuko wa Tunguska. Athari kubwa za zamani zinahusishwa katika baadhi ya molekuli extinctions, ikiwa ni pamoja na athari kubwa 65 miaka milioni iliyopita mwishoni mwa kipindi Cretaceous kwamba kufutwa nje dinosaurs na aina nyingine nyingi. Leo, wanaastronomia wanafanya kazi kutabiri athari inayofuata mapema, wakati wanasayansi wengine wanakuja kukabiliana na athari za athari juu ya mageuzi na utofauti wa maisha duniani.

faharasa

molekuli kutoweka

kutoweka ghafla katika rekodi ya mafuta ya idadi kubwa ya aina ya maisha, kubadilishwa na fossils ya aina mpya katika tabaka baadae; molekuli extinctions ni viashiria vya mabadiliko ya janga katika mazingira, kama vile inaweza kuwa zinazozalishwa na athari kubwa duniani