Lluvia de asteroides en el sistema Tierra-Luna hace 800 millones de años revelada por cráteres lunares

Los asteroides chocan con la Luna en esta representación artística de cómo podría haber sido una lluvia de asteroides hace 800 millones de años.
Crédito de la imagen:
Murayama, Universidad de Osaka.

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Osaka analizó las edades de formación de 59 cráteres lunares con un diámetro de aproximadamente 20 km utilizando la cámara de terreno (Terrain Camera, TC) a bordo de la nave espacial, el orbitador lunar Kaguya.

Kaguya (anteriormente SELENE, para SELenological and ENgineering Explorer), es una misión orbital lunar de la Agencia Espacial Japonesa (JAXA).

Este grupo demostró que un asteroide de 100 km de diámetro fue interrumpido (se disgregó) hace 800 millones de años (800 Ma) y que al menos (4-5) × 10 16 kg de meteoritos, aproximadamente 30-60 veces más que el del impacto de Chicxulub, deben haber impactado el sistema Tierra-Luna. Los resultados de su investigación fueron publicados en Nature Communications.

Dado que se había detectado una capa delgada de enriquecimiento de iridio (Ir) (un elemento de tierras raras ) 65.5 Ma en todo el mundo, se cree que un asteroide de 10-15 km de diámetro golpeó la Tierra y causó o contribuyó en gran medida a la extinción masiva del Cretácico.

Se cree que la probabilidad de que un asteroide de este tamaño golpee la Tierra sea una vez cada 100 millones de años.  Los cráteres de impacto en la Tierra creados antes de 600 Ma han sido borrados por la erosión, el vulcanismo y otros procesos geológicos. Por lo tanto, para averiguar sobre los antiguos impactos de meteoritos en la Tierra, investigaron la Luna, que casi no tiene erosión.

Se examinó la densidad de cráteres de 0.1-1 km de diámetro (verde) en la eyección del cráter Copérnico para obtener información cronológica (imagen de la Cámara de Terreno)
Crédito:
Universidad de Osaka
/ Kaguya.

Datando cráteres e identificando el origen de la lluvia.

Investigaron la distribución de la edad de formación de 59 cráteres grandes con diámetros mayores de aproximadamente 20 km examinando la densidad de cráteres de 0.1-1 km de diámetro en la eyección de estos 59 cráteres. Uno de estos ejemplos es el cráter Copérnico (93 km de diámetro) y sus cráteres circundantes. Se examinó la densidad de 860 cráteres con un diámetro de 0.1-1 km (que se muestra en verde) para determinar la edad del cráter Copérnico. Como resultado, se encontró que 8 de 59 cráteres se formaron simultáneamente (17 por un modelo de espiga), una primicia mundial.

Teniendo en cuenta las leyes de escala del cráter y las probabilidades de colisión con la Tierra y la Luna, al menos (4-5) × 10 16 kg de meteoritos, aproximadamente 30-60 veces más que el impacto de Chicxulub, deben haber golpeado la Tierra inmediatamente antes del Criogénico (720- 635 Ma), que fue una era de grandes cambios ambientales y biológicos.

Además, dada la edad de interrupción y los elementos de órbita de las familias de asteroides existentes , es muy probable que la interrupción del cuerpo principal del asteroide de tipo C Eulalia provocara una lluvia de asteroides. Un asteroide de tipo C es una clase que se espera que contenga carbono en analogía con las condritas carbonáceas (meteoritos).

Debido a que la reflectancia de la superficie de Eulalia es similar a la del asteroide de tipo C cercano a la Tierra Ryugu, Eulalia ha llamado la atención como un cuerpo padre de una pila de escombros de tipo C, un cuerpo celeste que consiste en numerosos pedazos de roca cerca de la Tierra. (Sugita et al. 2019)

Ryugu fue sondeado por el explorador de asteroides Hayabusa2, una misión de retorno de muestras de asteroides operada por JAXA.

La distribución de edad de los cráteres lunares basada en el modelo de pico de 800 Ma Crédito: Universidad de Osaka.

Conclusiones.

A partir de estas consideraciones, concluyeron que el bombardeo esporádico de meteoritos debido a la interrupción de los asteroides 800 Ma causó lo siguiente:

  • Algunos de los fragmentos resultantes cayeron en los planetas terrestres y el Sol.
  • Otros se quedaron en el Cinturón de Asteroides como la familia Eulalia, y
  • Los remanentes tuvieron evolución orbital como miembros de los asteroides cercanos a la Tierra.

Esta investigación sugiere las siguientes posibilidades:

  1. Una lluvia de asteroides puede haber traído una gran cantidad de fósforo (P) a la Tierra, afectando el ambiente de la superficie terrestre,
  2. Una reciente lluvia de asteroides de tipo C puede haber contaminado la superficie lunar con elementos volátiles,
  3. La familia Eulalia, el cuerpo padre de un asteroide tipo C cercano a la Tierra, puede haber traído una lluvia de asteroides a la Tierra y la Luna.

El autor principal, el Profesor KentaroTerada, dijo: «Los resultados de nuestra investigación han proporcionado una perspectiva novedosa sobre la Ciencia de la Tierra y la Ciencia Planetaria. Producirán una amplia gama de efectos positivos en varios campos de investigación».

Fuente: Osaka University.

Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature Communications . 

Material relacionado:

Sobre el impacto de Chicxulub y la extinción masiva del Cretáceo-Paleogeno

A)_ Una investigación encuentra que el hollín de los incendios globales provocados por un impacto de asteroide, podría haber bloqueado la luz solar el tiempo suficiente como para provocar la extinción masiva que mató a la mayoría de la vida en la Tierra, incluidos los dinosaurios, hace 66 millones de años.

El evento de extinción aniquiló alrededor del 75 por ciento de todas las especies en la Tierra. Un impacto de asteroide en la punta de la península de Yucatán en México, causó un período de frío y oscuridad prolongados. Llamado invierno de impacto, probablemente alimentó una gran parte de la extinción masiva. Los científicos han tenido dificultades para descifrar los detalles de ese invierno y cuál fue el mecanismo exacto que mató la vida en la Tierra.

La presentación de este trabajo junto a una selección de recursos sobre las dos teorías que tratan de explicar la extinción, se encuentran en:

B)_ En todo el Sistema Solar, nuestros telescopios, naves espaciales y vehículos de exploración nos muestran cráteres de impacto de todos los tamaños.

Estos cráteres tienen una gran cantidad de información acerca de cualquier planeta dado, u otro objeto rocoso, acerca de su composición, su edad y su evolución. En particular, el anillo central de picos empinados típicos de un cráter de impacto despierta el interés de los científicos, ya que guarda secretos de la formación del cráter.

Afortunadamente, la Tierra conserva un cráter de esas características, Chicxulub, de 180 kilómetros de diámetro, aunque enterrado debajo de 10-30 kilómetros de océano y sedimentos.

Perforando en el famoso cráter, los investigadores encontraron granito deformado y poroso lo que abrió nuevas vías de investigación.

El siguiente artículo lo presenta, junto a una selección de recursos sobre los impactos y su estudio:

Sobre los impactos en la Tierra

La Base de datos de Impactos de la Tierra (EID) comprende una lista de estructuras de impacto confirmadas de todo el mundo. Hasta la fecha, hay 190 estructuras de impacto confirmadas en la base de datos.

Está compuesta por Mapas Interactivos de los Continentes, que presentan los cráteres identificados en ellos y la información correspondiente:

Sobre los asteroides Bennu y Ryugu y su probable origen común

A)_ Las imágenes infrarrojas adquiridas por Hayabusa2, muestran que el asteroide se compone casi por completo de material altamente poroso. 

Primer plano del asteroide Ryugu
Crédito: JAXA, Universidad de Tokio, Universidad de Kochi, Universidad de Rikkyo, Universidad de Nagoya, Instituto de Tecnología de Chiba, Universidad de Meiji, Universidad de Aizu, AIST, Universidad de Kobe, Universidad de Auburn
.

Ryugu se formó principalmente a partir de fragmentos de un cuerpo parental que fue destrozado por los impactos. Los fragmentos de roca que componen Ryugu, tienen alta porosidad y baja resistencia mecánica asociada. Esto asegura que dichos cuerpos se rompan en numerosos fragmentos al ingresar a la atmósfera. Por esta razón, los meteoritos ricos en carbono rara vez se encuentran en la Tierra y la atmósfera tiende a ofrecer una mayor protección contra ellos.

Estas características de Ryugu y su estudio, junto a recursos sobre el asteroide y la miaión Hayabusa 2, están expuestas en:

B)_ ¿Cuál es el origen de los asteroides Bennu y Ryugu, y de su forma de trompo? 

Secuencia de imágenes que muestran la formación de un agregado por la reacumulación de fragmentos producidos durante la interrupción de un asteroide. 
Su forma final, cinco horas después del comienzo del proceso, es similar a la de Bennu y Ryugu.

Crédito: Michel y col. / Nature Communications.

Un equipo de investigación internacional propone una respuesta sorprendente a esta pregunta en el siguiente artículo:

Sobre el doble papel de los Impactos de asteroides y cometas

Representación artística de meteoros en camino de impacto.
Crédito: Department of Earth Science, Tohoku University.

Los grandes impactos de asteroides y cometas en los planetas y cuerpos del Sistema Solar son eventos destructivos. Pero, también entregan los compuestos químicos básicos necesarios para la vida.

El siguiente artículo lo presenta y contiene una selección de recursos sobre el tema:

FÓSFORO: UN BLOQUE CLAVE PARA LA VIDA QUE PUEDE HABER LLEGADO DEL ESPACIO:

Aunque no es tan abundante en la Tierra como el carbono, el hidrógeno o el oxígeno, el fósforo es uno de los elementos clave para la vida en nuestro planeta.

Ayuda a formar la columna vertebral de las largas cadenas de nucleótidos que forman el ADN, los componentes básicos de la vida biológica tal como la conocemos.

El fósforo también es vital para las membranas celulares y la molécula transportadora de energía celular ATP.

El fósforo probablemente llegó a la Tierra a bordo de meteoritos hace millones o incluso miles de millones de años.

Se cree que los meteoritos contenían un mineral que contiene fósforo llamado schreibersita. 

Curiosidades:

Observando la Luna para estimar el número de pequeños impactos en la Tierra.

La Tierra es constantemente bombardeada por escombros espaciales naturales: fragmentos de cometas y asteroides, también conocidos como meteoroides. La mayoría se quema en nuestra atmósfera, pero algunos, particularmente aquellos de más de unos pocos metros, son potencialmente peligrosos y su número no se conoce bien.

Ubicaciones de los 102 flashes validados observados por el proyecto NELIOTA (en amarillo) hasta el 27 de marzo de 2020. El flash en el círculo rojo también fue detectado por el equipo de la Academia Sharjah de Astronomía, Ciencias y Tecnología Espaciales, EAU. El Polo Norte lunar está en la cima.
Crédito: ESA / NEOLITA.

Los impactadores de la Tierra más pequeños son demasiado pequeños para ser detectados directamente con telescopios.También son demasiado impredecibles para ser capturados de manera confiable con cámaras  terrestres para  ‘bolas de fuego’ . En cambio, para tener una idea de cuán comunes son estos objetos y su amenaza potencial para la Tierra, miramos a la Luna.

Desde Marzo de 2017, el  proyecto NELIOTA de la ESA ha estado buscando regularmente ‘destellos lunares’ en la Luna, para ayudarnos a comprender mejor la amenaza que representan los pequeños impactos de asteroides:

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