Математическое моделирование показало, сколько фрагментов, выброшенных с Земли, могли достичь других планет
Ученые из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ) рассчитали вероятности столкновений тел, выброшенных с Земли, с другими планетами Солнечной системы и их возвращения на родную планету, но уже в качестве «гостей». Согласно расчетам, около 1 процента земных метеоритов могли достичь Луны за сотни миллионов лет, а около 20-30% могли долететь и вернуться обратно. Результаты этого исследования опубликованы в журнале Icarus. Обозреватель «МК» выяснил все возможные варианты, которые выявила работа столичных геохимиков.
Земная материя может «путешествовать» между планетами Солнечной системы миллионы лет, а затем возвращаться обратно. Фото: предоставлено GEOKHI
По данным Минобрнауки России, сотрудники Лаборатории термодинамики и математического моделирования природных процессов исследовали эволюцию орбит тел, выброшенных с Земли на стадии ее роста и ранней эволюции при ударах крупных тел. По оценкам, за последний миллиард лет на Землю упало около тысячи тел длиной в километр (и даже больше), то есть произошло около 1 столкновения в миллион лет. Выбросы земного вещества при столкновениях с такими гигантскими метеоритами могут достигать других планет. Например, тела, выброшенные из крупных метеоритных кратеров Чиксулуб и Попигай возрастом 66 и 36 миллионов лет, образовавшихся при столкновениях с Землей тел диаметром около 10 км, могут и сейчас двигаться в зоне планет земной группы.
– С помощью нашей математической модели мы изучили все возможные движения тел, выброшенных из Земли за сотни миллионов лет, – поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории ГЕОХИ РАН, доктор физико-математических наук Сергей Ипатов. – Мы рассматривали различные начальные положения выброшенных тел (по направлению движения Земли или против него, по бокам, над и под поверхностью Земли), различные значения угла выброса и начальной скорости выброса. При моделировании движения тел мы учитывали гравитационное воздействие Солнца и всех восьми планет.
– Приведу пример. Известно, что за последние 100 миллионов лет на Землю упало два тела диаметром около 10 км. Масса выброшенного с Земли вещества составила несколько процентов от массы таких ударников. Давайте посчитаем точнее: объем двух 10-километровых тел составляет тысячу миллиардов кубических метров. Умножаем их на плотность тел (около 4 тонн на кубический метр) и получаем массу в тоннах. Несколько процентов от этой массы составляют около ста миллиардов тонн. Такая масса могла быть выброшена с Земли ударом всего двух таких тел. А их, как мы понимаем, было больше.
– Зависит от заданных условий. Чаще всего он путешествует по Солнечной системе, иногда сталкиваясь с планетами, Солнцем и Луной.
Претендент на звание первого земного метеорита, найденного на Земле. Источник изображения: Jerome Gattacceca/The Meteorological Society
– Это была одна из задач нашего моделирования. Вероятность столкновения тел, выброшенных с Земли, с Луной на ее текущей орбите за весь рассматриваемый временной интервал составила, по нашим расчетам, около 1 процента. Теоретически 20-30 процентов земных камешков могли улететь на Венеру, а 2-8 и 1-2 процента на Меркурий и Марс соответственно.
В зависимости от скорости выброса тел вероятность столкновения земных камешков с Солнцем составляет около 10-50 процентов за всю эволюцию.
– По нашим расчетам, 20–30 процентов «возвращенцев» на родную планету – это такие же метеориты, как падающие на Венеру. Отдельные тела могут возвращаться даже спустя десятки и сотни миллионов лет.
– Геофизик из Национального центра научных исследований Франции Жером Гаттачека представил такой метеорит в 2023 году на Гольдшмидтовской конференции по геохимии. Камень весом 600 грамм, найденный в Марокко, скитался по просторам Солнечной системы несколько тысяч лет. Если этот результат будет подтвержден независимыми источниками, это будет первый случай обнаружения метеорита земного происхождения на Земле.
– Большинство ударов, вероятно, выбрасывали тела с Земли со скоростью не более 14 километров в секунду. В этом случае доля тел, покидающих Солнечную систему, обычно не превышает 10 процентов. Но есть (небольшая) вероятность, что иногда скорость выброса составляет 20 километров в секунду. Если в этот момент окажется, что выброс происходит в направлении движения Земли, то скорости выброса и движения Земли суммируются, и все такие тела, выброшенные с Земли, могут вылететь за пределы Солнечной системы по гиперболическим орбитам.
– Вероятность возвращения таких тел в Солнечную систему ничтожно мала.
– Да, это вполне возможно. Но если это когда-либо и происходило, то никаких свидетельств этого на Марсе не осталось, а если и есть, то они спрятаны глубоко под его поверхностью. Считается, что бактерии могут путешествовать в космосе до миллиона лет. В течение первого миллиона лет после выброса около 0,02 процента тел, выброшенных с Земли, достигают поверхности Марса.
Свежие комментарии