Surface lunaire. Crédit image: LPI Cliquez pour agrandir
L'Université de l'Arizona et les scientifiques japonais sont convaincus que les preuves finissent par régler des arguments de plusieurs décennies sur les objets qui ont bombardé le premier système solaire interne lors d'un cataclysme il y a 3,9 milliards d'années.
Les anciens astéroïdes de la ceinture principale de taille identique aux astéroïdes actuels de la ceinture de Mars-Jupiter - pas les comètes - ont martelé les planètes rocheuses intérieures dans une catastrophe unique qui a duré un clin d'œil géologique, allant de 20 millions à 150 millions d'années, ils rapport dans le numéro du 16 septembre de Science.
Cependant, les objets qui ont battu notre système solaire intérieur après la fin du soi-disant bombardement lourd tardif sont une population distinctement différente, rapporte le professeur émérite UA Strom et ses collègues dans l'article, «L'origine des impacteurs planétaires dans le système solaire intérieur . "
Après la fin du bombardement lourd tardif ou du cataclysme lunaire, la plupart des astéroïdes proches de la Terre (AEN) ont envahi la région terrestre.
Strom étudie la taille et la distribution des cratères à travers les surfaces du système solaire depuis 35 ans. Il soupçonne depuis longtemps que deux populations de projectiles différentes sont responsables de la cratérisation des surfaces internes du système solaire. Mais il y a trop peu de données pour le prouver.
Désormais, les enquêtes sur les astéroïdes menées par Spacewatch de l'UA, la Sloan Digital Sky Survey, le télescope Subaru du Japon et similaires ont accumulé des données assez complètes sur les astéroïdes jusqu'à ceux dont le diamètre est inférieur à un kilomètre. Soudain, il est devenu possible de comparer la taille des astéroïdes avec la taille des projectiles qui ont projeté des cratères dans des surfaces allant de Mars vers Mercure.
"Lorsque nous avons dérivé la taille des projectiles du dossier de cratérisation en utilisant des lois d'échelle, les tailles de projectiles anciennes et plus récentes correspondaient aux populations d'astéroïdes anciennes et plus jeunes", a déclaré Strom. "C'est un ajustement étonnant."
"Une chose que cela dit, c'est que la distribution actuelle de la taille des astéroïdes dans la ceinture d'astéroïdes a été établie il y a au moins 4 milliards d'années", a expliqué Renu Malhotra, scientifique planétaire de l'UA, co-auteur de l'article scientifique. . "Une autre chose qu'il dit est que le mécanisme qui a provoqué le bombardement lourd tardif était un événement gravitationnel qui a balayé des objets de la ceinture d'astéroïdes, quelle que soit sa taille."
Malhotra a découvert dans des recherches antérieures ce que devait être ce mécanisme. Vers la fin de leur formation, Jupiter et les autres planètes géantes gazeuses externes ont balayé les débris planétaires plus loin dans le système solaire, la région de la ceinture de Kuiper. En nettoyant la poussière et les restes de la formation des planètes du système solaire externe, Jupiter, en particulier, a perdu l'énergie orbitale et s'est déplacé vers l'intérieur, plus près du soleil. Cette migration a considérablement amélioré l'influence gravitationnelle de Jupiter sur la ceinture d'astéroïdes, projetant des astéroïdes indépendamment de leur taille vers le système solaire interne.
La preuve que les astéroïdes de la ceinture principale ont matraqué le premier système solaire interne confirme une analyse cosmochimique publiée précédemment par le scientifique planétaire de l'UA David A. Kring et ses collègues.
"La distribution de la taille des cratères d'impact dans les anciennes hautes terres de la Lune et de Mars est un test complètement indépendant du cataclysme du système solaire intérieur et confirme nos preuves cosmochimiques d'une source d'astéroïdes", a déclaré Kring, co-auteur de l'article scientifique. .
Kring faisait partie d'une équipe qui avait auparavant utilisé une technique de datation argon-argon pour analyser l'âge de fusion des météorites lunaires - des roches éjectées au hasard de la surface de la lune et qui ont atterri sur Terre après un million d'années environ dans l'espace. Ils ont découvert depuis les âges des «clastes», ou fragments de roche fondue, dans les météorites de brèche que toute la lune a été bombardée il y a 3,9 milliards d'années, un véritable cataclysme lunaire mondial. L'analyse de l'échantillon lunaire d'Apollo a indiqué que les astéroïdes représentent au moins 80% des impacts lunaires.
Les comètes ont joué un rôle relativement mineur dans les impacts du système solaire intérieur, Strom, Malhotra et Kring concluent également de leur travail. Contrairement à la croyance populaire, probablement pas plus de 10% de l'eau de la Terre provient de comètes, a déclaré Strom.
Après le bombardement lourd tardif, les surfaces terrestres ont été si complètement altérées qu'aucune surface de plus de 3,9 milliards d'années ne peut être datée à l'aide du record de cratérisation. Les roches et les minéraux plus anciens se trouvent sur la Lune et la Terre, mais ce sont des fragments de surfaces plus anciennes qui ont été brisées par des impacts, ont déclaré les chercheurs.
Strom a déclaré que si la Terre avait des océans il y a entre 4,4 et 4 milliards d'années, comme le suggèrent d'autres preuves géologiques, ces océans auraient dû être vaporisés par les impacts d'astéroïdes pendant le cataclysme.
Kring a également développé une hypothèse qui suggère que les événements d'impact pendant le bombardement lourd tardif ont généré de vastes systèmes hydrothermaux souterrains qui étaient essentiels au développement précoce de la vie. Il a estimé que le cataclysme du système solaire intérieur a produit plus de 20 000 cratères de 10 à 1 000 kilomètres de diamètre sur Terre.
La dynamique de cratérisation du système solaire intérieur a radicalement changé après le bombardement lourd tardif. À partir de ce moment, le bilan de la cratère d'impact reflète que la plupart des objets frappant les surfaces internes du système solaire sont des astéroïdes proches de la Terre, de plus petits astéroïdes de la ceinture principale qui sont poussés dans des orbites de croisement terrestre par un phénomène sélectif en fonction de la taille appelé effet Yarkovsky.
L'effet a à voir avec la façon dont les astéroïdes absorbent et ré-rayonnent l'énergie du soleil de manière inégale. Sur des dizaines de millions d'années, l'effet est suffisamment important pour pousser des astéroïdes de moins de 20 kilomètres à travers les résonances joviennes, ou les lacunes, qui les livrent aux orbites terrestres. Plus l'astéroïde est petit, plus il est influencé par l'effet Yarkovsky.
Les géologues planétaires ont essayé de compter les cratères et leur distribution de taille pour obtenir des âges absolus pour les surfaces des planètes et des lunes.
"Mais jusqu'à ce que nous connaissions l'origine des projectiles, il y avait tellement d'incertitude que je pensais que cela pourrait conduire à une énorme erreur", a déclaré Strom. "Et maintenant je sais que j'ai raison. Par exemple, les gens ont basé l'histoire géologique de Mars sur le dossier de cratérisation de bombardements lourds, et c'est faux parce qu'ils n'utilisent qu'une seule courbe de cratérisation, pas deux. "
Les tentatives de dater les corps du système solaire extérieur en utilisant le dossier de cratérisation du système solaire intérieur sont complètement fausses, a déclaré Strom. Mais il devrait être possible de dater plus précisément les surfaces internes du système solaire une fois que les chercheurs auront déterminé le taux de cratérisation du bombardement d'astéroïdes proches de la Terre, a-t-il ajouté.
Les auteurs de l'article scientifique sont Strom, Malhotra et Kring du laboratoire lunaire et planétaire de l'Université d'Arizona, et Takashi Ito et Fumi Yoshida de l'Observatoire astronomique national, Tokyo, Japon.
Source d'origine: communiqué de presse UA
