Una gran massa en moviment ràpid que ataca la Terra seria capaç de provocar un esdeveniment d'extinció massiva. Tanmateix, aquesta teoria requeriria una forta evidència d’impactes periòdics, que la Terra no sembla tenir. Crèdit d'imatge: Don Davis / NASA.

Les extincions massives són periòdiques? I en som deguts?

65 milions d’anys, un impacte va desaprofitar el 30% de tota la vida a la Terra. Un altre podria ser imminent?

"Allò que es pot afirmar sense proves, es pot desestimar sense proves". -Christopher Hitchens

Fa 65 milions d’anys, un asteroide massiu, potser de cinc a deu quilòmetres, va atropellar la Terra a velocitats superiors a 20.000 milles per hora. Després d'aquesta col·lisió catastròfica, els gegants behemoth coneguts com els dinosaures, que havien dominat la superfície terrestre durant més de 100 milions d'anys, van ser exterminats. De fet, al voltant del 30% de totes les espècies que actualment existien a la Terra es van eliminar. No va ser la primera vegada que la Terra va ser atropellada per un objecte tan catastròfic i, donat el que hi ha, probablement no serà l'última. Una idea que es té en compte des de fa temps és que aquests esdeveniments són realment periòdics, causats pel moviment del Sol a través de la galàxia. Si és així, hauríem de ser capaços de predir quan arribi el proper i si vivim en un moment de risc severament augmentat.

Sempre és un perill deixar-se xafar per una peça gegant de deixalles espacials que es mouen ràpidament, però el perill va ser més gran en els primers dies del Sistema Solar. Crèdit d’imatge: NASA / GSFC, BENNU’S JOURNEY - Heavy Bombardment.

Sempre hi ha el perill d’una extinció massiva, però la clau és quantificar aquest perill amb precisió. Les amenaces d’extinció al nostre sistema solar –dels bombardejos còsmics– provenen generalment de dues fonts: el cinturó d’asteroides situat entre Mart i Júpiter i el cinturó de Kuiper i el núvol d’Oort més enllà de l’òrbita de Neptú. Per al cinturó d’asteroides, el sospitós (però no el cert) origen de l’assassí dels dinosaures, les nostres probabilitats de ser afectats per un gran objecte disminuiran significativament amb el pas del temps. Hi ha una bona raó per això: la quantitat de material que hi ha entre Mart i Júpiter s’esgota amb el pas del temps, sense cap mecanisme per reomplir-lo. Ho podem entendre si es plantegen algunes coses: sistemes solars joves, primers models del nostre sistema solar i la majoria de mons sense aire sense geologies especialment actives: la Lluna, Mercuri i la majoria de les llunes de Júpiter i Saturn.

La Lunar Reconnaissance Orbiter va tenir recentment les vistes de més alta resolució de tota la superfície lunar. Les maria (les regions més joves i més fosques) són clarament menys cridades que les terres altes lunars. Crèdit d'imatge: NASA / GSFC / Arizona State University (compilat per I. Antonenko).

La història dels impactes en el nostre Sistema Solar està literalment escrita a les cares de mons com la Lluna. On es troben les terres altes lunars, els punts més clars, podem observar una història de cràters pesats que es remunta fins als primers dies del Sistema Solar: fa més de 4.000 milions d’anys. Hi ha molts cràters grans amb cràters més petits i més petits al seu interior: evidència que hi havia un nivell d’impacte increïblement alt en un primer moment. Tanmateix, si observeu les regions fosques (la lunar maria), podeu veure molts menys cràters al seu interior. La datació radiomètrica mostra que la majoria d’aquestes àrees tenen entre 3 i 3.500 milions d’anys i, fins i tot, és prou diferent que la quantitat de cràters és molt menor. Les regions més joves, que es troben a Oceanus Procellarum (la major euga de la lluna), tenen només 1.200 milions d’anys i són les menys cràtiques.

La gran conca mostrada aquí, Oceanus Procellorum, és la més gran i també una de les més joves de tota la luna lunar, com ho demostra el fet que és una de les menys cràtiques. Crèdit d'imatge: nau espacial NASA / JPL / Galileo.

D’aquesta evidència, podem deduir que el cinturó d’asteroides és cada cop més reduït, a mesura que la taxa de cràter baixa. La principal escola de pensament és que encara no l’hem arribat, però en algun moment durant els propers milers d’anys, la Terra hauria d’experimentar la seva última vaga de grans asteroides, i si encara hi ha vida al món, l’última extinció massiva esdeveniment derivat d'una catàstrofe. El cinturó d’asteroides representa menys perill, avui que mai en el passat.

Però el núvol d'Oort i el cinturó de Kuiper són històries diferents.

El cinturó de Kuiper és la ubicació del major nombre d'objectes coneguts del Sistema Solar, però el núvol d'Oort, més fluix i més llunyà, no només conté molts més, sinó que és més probable que sigui perturbat per una massa que passa com una altra estrella. Crèdit d'imatge: NASA i William Crochot.

Al marge de Neptú al sistema solar exterior, hi ha un enorme potencial per a una catàstrofe. Centenars de milers, si no milions, de grans trossos de gel i de roca esperen en una òrbita tènue al voltant del nostre Sol, on una massa que passa (com Neptú, un altre objecte de núvol o cinturó de Kuiper o una estrella / planeta que passa) té potencial per alterar-la gravitativament. La disrupció podria tenir molts resultats, però un d’ells és llançar-lo cap al Sistema Solar interior, on podria arribar com a brillant cometa, però on també podria xocar amb el nostre món.

Cada 31 milions d’anys més o menys, el Sol es mou pel pla galàctic, creuant-se sobre la regió de major densitat en termes de latitud galàctica. Crèdit d'imatge: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (de la il·lustració principal de la galàxia), modificat per l’usuari de Wikimedia Commons Cmglee.

Les interaccions amb Neptú o altres objectes del núvol de Kuiper / Oort són aleatòries i independents de qualsevol cosa que passi a la nostra galàxia, però és possible que passi per una regió rica en estels, com el disc galàctic o un dels nostres braços en espiral. - podria millorar les probabilitats d'una tempesta cometa i la possibilitat que es produeixi un cometa a la Terra. A mesura que el Sol es mou per la Via Làctia, hi ha una interessant peculiaritat de la seva òrbita: aproximadament una vegada cada 31 milions d'anys més o menys, passa pel pla galàctic. Es tracta només d’una mecànica orbital, ja que el Sol i totes les estrelles segueixen camins el·líptics al voltant del centre galàctic. Però hi ha qui ha afirmat que hi ha proves d'extinció periòdica en la mateixa programació, cosa que podria suggerir que aquestes extincions es produeixen per una tempesta cometa cada 31 milions d'anys.

El percentatge d'espècies que s'han extingit durant diversos intervals de temps. L’extinció més gran coneguda és la frontera Permià-Triàsica fa uns 250 milions d’anys, la causa de la qual encara es desconeix. Crèdit d'imatge: usuari de Wikimedia Commons Smith609, amb dades de Raup & Smith (1982) i Rohde i Muller (2005).

És plausible? La resposta es pot trobar a les dades. Podem mirar els principals esdeveniments d’extinció a la Terra com ho demostra el registre fòssil. El mètode que podem utilitzar és comptar el nombre de gèneres (un pas més genèric que no pas “espècie” en com classifiquem els éssers vius; per als éssers humans, l’homo en homo sapiens és el nostre gènere) existent en un moment donat. Ho podem fer remuntant més de 500 milions d’anys en el temps, gràcies a l’evidència trobada a la roca sedimentària, que ens permet veure quin percentatge existia tant i també va morir en qualsevol interval donat.

A continuació, podem buscar patrons en aquests esdeveniments d’extinció. La manera més fàcil de fer-ho, quantitativament, és prendre la transformació de Fourier d’aquests cicles i veure d’on surten (si és que hi ha lloc) els patrons. Si vèiem esdeveniments d’extinció massiva cada 100 milions d’anys, per exemple, on hi va haver una gran caiguda en el nombre de gèneres amb aquest període exacte cada cop, aleshores la transformació de Fourier mostrarà una alçada enorme a una freqüència d’1 / (100 milions). anys). Per tant, anem bé: què mostren les dades d'extinció?

Una mesura de la biodiversitat i els canvis en el nombre de gèneres existents en un moment donat, per identificar els esdeveniments d'extinció més importants dels darrers 500 milions d'anys. Crèdit d'imatge: usuari de Wikimedia Commons Albert Mestre, amb dades de Rohde, RA, i Muller, RA

Hi ha algunes evidències relativament febles per a una espiga amb una freqüència de 140 milions d'anys, i una altra espiga lleugerament més forta als 62 milions d'anys. On es troba la fletxa taronja, podeu veure on es produiria una periodicitat de 31 milions d’anys. Aquestes dues puntes semblen enormes, però això només és relatiu als altres espigalls, que són totalment insignificants. Què tan forts, objectivament, són aquestes dues puntes, que són la nostra evidència de periodicitat?

Aquesta xifra mostra la transformació de Fourier dels esdeveniments d’extinció dels darrers 500 milions d’anys. La fletxa taronja, inserida per E. Siegel, mostra on cabria una periodicitat de 31 milions d’anys. Crèdit d’imatges: Rohde, RA & Muller, RA (2005). Cicles en diversitat de fòssils. Nature 434: 209–210.

En un període de temps aproximat de 500 milions d’anys, només s’hi poden adaptar tres extincions en massa possibles de 140 milions d’anys i només uns 8 possibles esdeveniments de 62 milions d’anys. El que veiem no s'ajusta a un esdeveniment que passa cada 140 milions o cada 62 milions d'anys, però si veiem un esdeveniment en el passat, hi ha una possibilitat més gran de tenir un altre esdeveniment de 62 a 140 milions d'anys en el passat o el futur. . Però, com podeu veure clarament, en aquestes extincions no hi ha evidència de periodicitat de 26-30 milions d’anys.

Si comencem a mirar els cràters que trobem a la Terra i la composició geològica de la roca sedimentària, no obstant això, la idea cau completament. De tots els impactes que es produeixen a la Terra, menys d’una quarta part d’ells provenen d’objectes originaris del núvol d’Oort. Encara pitjor, dels límits entre calendaris geològics (Triàsic / Juràssic, Juràssic / Cretaci o del límit Cretaci / Paleogen) i els registres geològics que corresponen a esdeveniments d’extinció, només l’esdeveniment de fa 65 milions d’anys mostra la característica cendra i - capa de pols que associem a un impacte important.

La capa límit Cretaci-Paleogènia és molt diferent en la roca sedimentària, però és la capa fina de cendra i la seva composició elemental, que ens ensenya sobre l’origen extraterrestre de l’impactador que va provocar l’esdeveniment d’extinció massiva. Crèdit d'imatge: James Van Gundy.

La idea que les extincions massives siguin periòdiques és interessant i convincent, però les proves simplement no hi són per això. La idea que el pas del Sol pel pla galàctic provoca impactes periòdics també explica una història genial, però de nou, no hi ha proves. De fet, sabem que les estrelles arriben a l’abast del núvol Oort cada mig milió d’anys més o menys, però, certament, estem ben distanciades entre aquests esdeveniments actuals. Per al futur previsible, la Terra no té més risc de produir un desastre natural procedent de l’Univers. En canvi, sembla que el nostre major perill és el lloc on tots ens atrevim a mirar: a nosaltres mateixos.

Startrts With A Bang està ara a Forbes i es va publicar a Medium gràcies als nostres seguidors de Patreon. Ethan ha estat autor de dos llibres, Més enllà de la galàxia i Treknologia: La ciència de Star Trek de Tricorders a Warp Drive.