Могли ли гравитационные приливы вызвать великие вымирания Земли без падения астероидов?
Вы когда-нибудь задумывались, почему в истории Земли были периоды, когда жизнь вымирала почти полностью, но при этом на планете не находили гигантских кратеров? С динозаврами всё ясно — есть Чиксулуб, есть иридий. А вот с Великим пермским вымиранием, которое уничтожило 90% морской жизни, — полная загадка. Ни одного кратера подходящего размера. Недавно я наткнулся на работу астрофизика Даниэле Фарджиона, и она переворачивает всё с ног на голову. Оказывается, убийца может быть невидимым. И он не врезается в Землю — он просто пролетает мимо.
Давайте разберемся, как гравитация может стать оружием массового поражения, и почему нам стоит бояться не только астероидов, но и «призраков» из пояса Койпера.
Почему мы не видим настоящую угрозу?
Логика подсказывает: хочешь уничтожить планету — врежь в неё чем-то тяжелым. Но космос хитрее. Вероятность прямого столкновения с крупным телом ничтожна. А вот вероятность того, что оно пролетит достаточно близко, чтобы своей гравитацией разорвать Землю на части, — в сотню раз выше.
Представьте себе тир. Попасть в яблочко с закрытыми глазами почти невозможно. Но пройти пулей в сантиметре от мишени — уже реальнее. Именно так работает приливная гипотеза. Объект размером с Луну, проходящий на расстоянии 40 000 км от Земли (это в 10 раз ближе, чем наша нынешняя Луна), не оставит кратера. Но он вызовет катастрофу, по сравнению с которой падение астероида покажется детской шалостью.
В чем суть? Сила гравитации ослабевает с расстоянием неравномерно. Ближняя к пролетающему телу сторона Земли притягивается сильнее, чем дальняя. Возникает приливное растяжение. И вот ключевой момент: энергия этого растяжения растет не в кубе, а в шестой степени от расстояния. Уменьшили дистанцию в два раза — получили энергии в 64 раза больше. В десять раз — в миллион раз больше.
Как выглядит конец света без взрыва?
Фарджион смоделировал сценарий, где тело массой с Луну пролетает в 40 000 км от центра Земли. Энергия, переданная планете за несколько часов, равна энергии удара астероида, убившего динозавров. Только она не сосредоточена в одной точке, а распределена по всей планете.
Последствия делятся на два акта.
Акт первый: Океан становится стеной. Вода — самая подвижная оболочка. Приливной вал в открытом океане достигает сотен метров. Но настоящий ад начинается, когда эта масса воды доходит до шельфа. Физика наката превращает её в волну высотой в несколько километров. Она затапливает континенты на сотни километров вглубь. А когда тело уходит, вода отступает так же стремительно, осушая морское дно и уничтожая все прибрежные экосистемы. Мгновенное высыхание шельфа — это смертный приговор для большинства морских видов.
Акт второй: Земля начинает плавиться изнутри. Твердая кора и мантия — не монолит. Приливные силы начинают их сжимать и растягивать, как пластилин. Возникает колоссальное внутреннее трение. Кинетическая энергия пролетающего тела превращается в тепло. Это не теория — посмотрите на спутник Юпитера Ио, самый вулканически активный объект в Солнечной системе. Его разогревает именно приливное воздействие.
На Земле этот разогрев приводит к тому, что геологи называют траппами. Это не отдельные вулканы, а гигантские трещины в коре, из которых лава изливается слоями толщиной в километры. Сибирские траппы совпадают по времени с Великим пермским вымиранием. Деканские траппы — с гибелью динозавров. Совпадение? Не думаю. Выбросы пепла и газов вызывают сначала вулканическую зиму, а потом необратимый парниковый эффект. Биосфера задыхается.
Личное наблюдение автора: почему амфибии выжили?
Недавно я заметил странную закономерность в палеонтологических данных, которая раньше меня смущала. Почему во время массовых вымираний амфибии и предки птиц чувствовали себя относительно хорошо, а динозавры и морские рептилии вымирали пачками? Приливная гипотеза дает простой ответ. Строго сухопутные виды тонут. Строго морские — задыхаются на осушенном дне. А земноводные? Они могут пересидеть потоп в воде, а отлив — на суше. Летающие — улететь на возвышенности. Это объяснение настолько элегантное, что кажется очевидным. Но классическая теория удара астероида на него ответа не дает.
Кто эти невидимые убийцы?
Откуда берутся эти «гравитационные монстры»? Их родина — пояс Койпера и облако Оорта. Это холодные окраины Солнечной системы, где летают миллионы ледяных глыб. Проблема в том, что они почти невидимы. Они не отражают солнечный свет. Фарджион приводит пример: карликовая планета 2017 OF201 диаметром 700 км. Её орбита — 25 000 лет. И 99% этого времени она находится так далеко, что её не видит ни один телескоп.
Гравитация Нептуна или пролетающая мимо звезда могут столкнуть такой объект с орбиты. И он, как бильярдный шар, покатится к центру системы, к Земле. Мы узнаем о его приближении только тогда, когда он уже будет у нас под носом. Слишком поздно, чтобы что-то менять.
Резюме от автора
Сейчас всё внимание планетарной защиты приковано к астероидам. Программа DART показала, что мы можем сбить камень с курса. Но что делать с объектом, который не врезается, а просто проходит мимо? Изменить траекторию тела массой в миллиарды тонн мы не сможем еще сотни лет. Единственный выход — обнаружение. Нам нужны телескопы, которые увидят холодные, темные миры на границах системы задолго до того, как они начнут свое смертельное сближение. Или мы рискуем однажды просто почувствовать, как земля уходит из-под ног. И это будет не фигура речи.
