Av Stephen Battersby

I milliarder av år Har Jorden vært På En Farefull reise gjennom rommet. Når planeten vår virvler rundt solen, tar hele solsystemet en langt større reise, sirkler vårt øyunivers hvert 200 millioner år. Vi vever oss gjennom melkeveiens skive, vi har drevet gjennom strålende spiralarmer, trosset Det Stygiske mørket av tette nebulae, og vært vitne til den spektakulære døden til gigantiske stjerner.Mange av disse underverkene kan godt ha vært dødelige, regnet dødelig stråling på Jordens overflate eller kastet store raketter inn i vår vei. Noen kan ha utslettet livets skår, knust opp kontinenter eller slått planeten til is. Andre kan ha vært mer gunstige, kanskje til og med så livets frø.

Foreløpig er dette gjetting. Vi kan ikke spore vår vei gjennom galaksens gravitasjonsmelee, enda mindre beregne hvilke hendelser som skjedde oss hvor og når. Jorden selv, dens bergarter som stadig resirkuleres av platetektonikk og ombygges av erosjon, er bemerkelsesverdig glemsom av tidligere angrep fra rommet.

men et lager av våre kosmiske minner kan være nær for hånden. Månens jord og stein tåler uforstyrret i evigheter. Dypt under månens overflate kan det ligge et arkiv av planetens reise. Hva Jorden glemmer, husker månen.for lenge siden, i denne galaksen, men langt, langt borte… er himmelen full av lyssterke stjerner og glødende tåker, langt tettere enn dagens tamme himmel. Men denne scenen skal ikke vare. En stor buet bølge av stjerner plukker opp solsystemet som et skrap av drivgods, feier det ut i de tomme galaktiske utkanten, langt fra sitt glemte hjemland.i Dag beveger solsystemet seg en nær sirkulær bane rundt vår galakse, og holder en konstant 30.000 lysår mellom oss og den sydende galaktiske kjernen. Vi antok en gang at de fleste stjerner bodde i slike stille baner for hele livet. Vår tur kan ha vært mer spennende. De karakteristiske spiralarmene til en galakse som Melkeveien er bølger med høyere tetthet, regioner der stjerner og gass er litt nærmere hverandre enn andre steder i galaksens skive. Deres ekstra tyngdekraft er normalt for svak til å endre en stjernes bane mye, men hvis stjernens omløpshastighet skjer for å matche hastigheten som spiralarmen selv roterer, har den ekstra kraften mer tid til å tre i kraft (Månedlige Merknader Fra Royal Astronomical Society, vol 336, p 785). «Det er som surfere på havet – hvis de padler for sakte eller for fort, kommer de ikke hvor som helst. De må matche hastigheten akkurat, så blir de presset sammen,» sier Rok Roskar fra University Of Zurich, Sveits.Roskars simuleringer viser at en heldig stjerne kan ri bølgen i 10.000 lysår eller mer. Vår sol kan være en slik surfer. Noen målinger antyder at solen er rikere på tunge grunnstoffer enn den gjennomsnittlige stjernen i vårt nabolag, noe som tyder på at den ble født i den travle sentrale sonen i galaksen, hvor stjernevinder og eksploderende stjerner beriker den kosmiske brygge mer enn i de galaktiske forstedene. Gravitasjonsspuffingen som solsystemet mottok da, kan også forklare hvorfor Sedna, en stor isball i solsystemets ekstremiteter, reiser på en forvirrende, enormt langstrakt bane (arxiv.org/abs/1108.1570).

dette er bare indisier. Men vi kan finne mer direkte spor av forstyrrende hendelser fra den fjerne fortiden …

himmelen blomstrer med strålende, blå-hvite unge stjerner, noen fortsatt cocooned i en gasbind av gassen som de dannet. Den lyseste skinner med lyset på 20.000 soler, men briljansen er et advarselsskilt. Snart vil stjernen eksplodere, forvise natten i flere uker. I motsetning til solens livgivende varme, vil dette lyset bringe døden.I En nærliggende spiralarm Av Melkeveien, mer enn 1000 lysår unna vårt solsystems nåværende posisjon, ligger Oriontåken, et fødested for gigantiske stjerner. Vårt solsystem må til tider ha drevet mye nærmere slike stjernefødestuer. Å gjøre det er å flørte med katastrofe. En massiv stjerne brenner drivstoffet raskt, og i løpet av noen få millioner år kan kjernen kollapse og frigjøre den enorme energien til en supernova.Røntgenstråler fra en supernova bare titalls lysår unna kan tømme Eller ødelegge Jordens ozonlag, og slippe inn skadelige ultrafiolette stråler fra solen. Høy-energi protoner, eller kosmiske stråler, ville fortsette å bombardere Jorden i flere tiår, tappe ozon, skade levende vev og muligens seeding skyer for å gnist klimaendringer. Slike kramper kan ha utløst noen av masseutryddelsene som så grusomt skiller livets historie på Jorden – kanskje til og med fremskynder dinosaurene for 65 millioner år siden, ifølge en teori formulert på 1990-tallet.Bevis for tidligere supernovaer er tynn på bakken, selv om tyske forskere i 1999 fant spor av jern-60 i sedimenter i sør-Stillehavet (Physical Review Letters, vol 83, p 18). Denne isotopen, med en halveringstid på 2, 6 millioner år, er ikke laget i betydelige mengder av noen prosess på Jorden, men utvises av supernovaer. Tolkningen er omstridt, men hvis iron-60 er en supernovas skitne fotavtrykk, antyder det at en stjerne eksploderte bare noen få millioner år siden innen ca 100 lysår av oss.Planetforsker Ian Crawford fra Birkbeck, University Of London, foreslår at vi kan se til månen for å finne klare bevis på slike astro-katastrofer. «Månen er en gigantisk svamp som suger opp alt som kastes på det når vi går rundt galaksen,» sier han. Kosmiske stråler fra en supernova vil pløye inn i månen, og etterlate spor av skade i overflatemineraler som vil være synlige under et mikroskop og banke atomer i ferd med å skape eksotiske isotoper som krypton-83 og xenon-126.

“månen er en gigantisk svamp som suger opp alt som kastes på den når vi går rundt galaksen »

selv om månens jord er holdbar, vil et konstant regn av kosmiske stråler over milliarder av år skjule registreringer av enkeltbegivenheter, selv de som er så ekstreme som en nærliggende supernova. Crawford, Sammen Med Katherine Joy Of The Lunar and Planetary Institute i Houston, Texas, og kolleger, mener at trikset vil være å lete etter de relativt sjeldne stedene med en sekvens av lavastrømmer. Når smeltet stein oser ut på overflaten og avkjøler, begynner den å samle spor av kosmiske stråler; hvis den er dekket over, beholder den en uberørt oversikt over tiden den ble utsatt for. Lavastrømmer kan dateres nøyaktig ved å måle forfallsproduktene fra radioaktive elementer i Dem (Jord, Måne og Planeter, vol 107, p 75).

Romfartøy har allerede sett mange fristende lunar lavastrømmer. Så langt daterer de seg tilbake mer enn en milliard år, til en tid da månen var varmere og så mer vulkansk aktiv. Crawford håper å finne mindre, nyere lavastabler, eller lag av stein smeltet av store påvirkninger. Begravd i kan være registreringer av supernovaer som vi kan sammenligne Med Jordens fossile rekord for å se om de samsvarer med en masseutryddelse. Mye mer gamle bergarter kunne fortelle oss om nærliggende supernovaer var hyppigere tidligere – kanskje et tegn på at vi en gang reiste gjennom de tettere, mer begivenhetsrike indre delene av galaksen.

og månen kan holde andre minner…

mørket kommer. Det starter med bare en liten lapp av starless black, men vokser sakte til det slår ut himmelen. For en halv million år er solen den eneste synlige stjernen. Som fremmed støv og gass regner ned og gjennomsyrer vår atmosfære, Er Jorden svøpt i hvit sky og grepet av is; et blek speil til den mørke kosmiske skybanken ovenfor.Interstellar gass gjennomsyrer Melkeveien, men ikke jevnt. Solsystemet skjer nå for å bebo en uvanlig tom plass, den lokale boblen, med bare ett hydrogenatom per fem kubikkcentimeter plass. Tidligere må vi ha drevet gjennom mye tettere gassskyer, inkludert noen mer enn 100 lysår over i hvis kalde og mørke interiør hydrogen danner seg til molekyler.

I slike nebulae Kan Jorden ha blitt forkjølet. Vanligvis er solsystemets indre beskyttet mot hard interstellar stråling fra solvinden, en strøm av ladede partikler som strømmer dypt inn i rommet, og danner et stort elektromagnetisk skjold kalt heliosfæren. Når den interstellare gassen blir tettere, kan solvinden ikke presse så langt, og heliosfæren krymper. Over en tetthet på rundt 1000 molekyler per kubikkcentimeter, vil den trekke seg sammen i Jordens bane. Det kan skje hvert par hundre millioner år.akkumuleringen av hydrogen I Jordens høye atmosfære ville endre dens kjemi, skape et reflekterende skylag, mens støv kunne etterligne skyggeeffekten av sulfat-aerosoler fra vulkanske utbrudd. Alex Pavlov fra University Of Colorado, Boulder, sier at støvet alene kan utløse en global istid, eller «snowball Earth» (Geophysical Research Letters, vol 32, p L03705).Vi vet At Jorden har lidd slike episoder, inkludert store kulderystelser for rundt 650 og 700 millioner år siden. Deres årsak forblir uklar. Det kunne ha vært forvitring av fjell som trakk karbondioksid fra luften, eller vulkanske utbrudd – eller endringer I Jordens bane rundt solen-eller en svart sky i rommet.

igjen kan skyer ha hatt en lykkeligere innflytelse på Jorden. William Napier fra University Of Buckingham i STORBRITANNIA har antydet at de kan være staging innlegg for livet, beskytte mikroorganismer fra kosmiske stråler og sprinkle dem på en hvilken som helst mottakelig planet når Den passerer gjennom (International Journal Of Astrobiology, vol 6, p 223).

månen kunne igjen fortelle Oss Jordens historie. Der oppe ville fremmed støv ha slått seg ned for å blande seg med månens jord. Det ville ha en særegen kjemisk signatur, med høye nivåer av uran-235 og andre isotoper som genereres i supernovaer og spredt gjennom rommet. Ideelt sett vil støvet bli begravet under en praktisk lavastrøm.

Å Komme til det blir ikke lett. «Vi må kanskje synke en drill inn i et område som er kjent for å ha mange lavastrømmer,» sier Joy. Å sette opp en borerigg på månen er utenfor våre nåværende evner, Men Joy påpeker at lava lag er utsatt i noen slagkrater vegger og lange spor på månens overflate kalt rilles. En robotsonde kan abseil ned en krater vegg og scoop ut fanget jord fra mellom lavastrømmer, Crawford antyder.denne jorda kunne også inneholde mineralfragmenter som krøniker et annet kapittel I Jordens odyssey – en historie om bergarter og vrak.

den svake røde stjernen virker harmløs i begynnelsen, en knapt merkbar flekk overgår 10.000 andre lyspunkter. Men det vokser. På bare noen få tusen år vokser den til å bli den lyseste stjernen på himmelen. Ut i oorts sky langt utenfor Pluto begynner gigantiske baller av is og stein å avvike fra sine delikat balansert baner og bevege seg inn mot solen. Snart himmelen vrimle med kometer-ill varsler For Jorden.

månens pitted overflate registrerer aeons av bombardement. Apollo astronauter fant mange prøver av gammel smeltet stein, og avslørte at for rundt 4 milliarder år siden ble det indre solsystemet pelted med massive kropper.dette «sene tunge bombardementet» antas å ha vært forårsaket av bevegelser av de ytre planetene Uranus og Neptun forstyrrende asteroider I Kuiperbeltet, Der Pluto ligger. Hendelser i vår galaktiske odyssey ville ha sluppet løs andre stormer av kometer og asteroider. Passerende stjerner eller støvskyer kan ha utløst en engangs topp i bombardementet. Et mer regelmessig mønster av ny kraterdannelse kan gjenspeile et gjentatt møte på vår vei rundt galaksen-for eksempel gjennom en spesielt tett og uforanderlig spiralarm.

For å finne ut må vi besøke en rekke overflater, ta små steinprøver for å bestemme deres alder, og deretter lage en forsiktig folketelling av kratere for å se hvordan slagfrekvensen har svingt. Begravd jord kan hjelpe, sier Joy. «Vi kan finne fragmenter som ville fortelle oss hvilken type asteroider eller kometer som rammet månen.»For øyeblikket kan vi bare se på det forrevne ansiktet til vår gamle følgesvenn og lure på hvilke historier den har å fortelle. Hvis verdens rombyråer holder seg til sine nåværende planer, skissert i 2011 Global Exploration Roadmap, «det burde være mulig å begynne å få tilgang til gamle innskudd innen få tiår,» sier Crawford. Da kan vi kanskje begynne å skrive den endelige versjonen Av Jordens episke odyssey.

Mer om disse emnene:

• solsystemet