Хронологическая шкала космических событий

Космическое событие (физическая причина)	Подразделение шкалы	Время (t) или период (T) повтора событий	Энергетическое воздействие, Дж.
Пролеты Солнца сквозь массивные звездные облака, массовые выпадения на Землю астероидов.	Эон	t = 3.6, 2.6, 1.65, 1.05 млрд. лет	~10^31¸10^32 ~10^28¸10^29
Бомбардировки Солнечной системы галактическими кометами:
«Сильные»	Эра	T = 250 млн. лет	~10^29
«Средние»	Период	T» 40¸80 млн. лет	~10^27¸10^28
«Слабые»	Эпоха	T = 19¸37 млн. лет	~10^26¸10^27
Столкновения Земли с крупными одиночными астероидными телами:
диаметром более 3.5 км	Век	T ~ 2.9 млн. лет	~10^22-10^23
диаметром менее 3.5 км	Зона, раздел,	T ~0.01¸1.0 млн. лет	<10^22

10. Пролеты Солнца сквозь звездные облака

Считается, что сближения Солнца с другими звездами Галактики, способными изменить его орбиту, весьма маловероятны. Поэтому с момента образования Солнечной системы такие события практически исключаются из рассмотрения [22].

Геологические данные, однако, свидетельствуют (рис. 12), что с начала архея было как минимум 4 глобальных катастрофических события 3.6, 2.6, 1.65 и 1.05 млрд. лет назад. Их можно трактовать как результат пролета Солнца сквозь массивные звездные облака [40, 50]. В результате взаимодействий со звездами Солнце «скачком» меняло параметры галактической орбиты, в первую очередь, ее эксцентриситет и фазу.

 

Рис. 12. График мегациклов. По оси ординат отложены номера крупнейших тектономагматических событий в истории Земли, если их отсчитывать от настоящего времени в прошлое. На оси абсцисс показано время событий с указанием возможной ошибки датирования геохронологическими методами. Цифры в кружках – моменты (млрд. лет) взаимодействий Солнца с другими звездами Галактики. Римскими цифрами обозначены эры: I – фанерозой, II – неопротерозой, III – мезопротерозой, IV – палеопротерозой, V – архей.

В истории Земли эти события выделены как эпохи резкой активизации тектономагматических, геохимических и биотических процессов (рис. 13). С ними связывают границы эонов, наиболее крупных подразделений геохронологической шкалы.

Возможны два основных механизма воздействия звезд на планеты. Первый обусловлен резким изменением направления движения Солнца в Галактике. Вследствие этого Земля, как целое, могла получать импульс энергии ~10³¹¸10³² Дж. Величина данного импульса сопоставима с количеством энергии, выделившейся за всю историю планеты в процессах радиоактивного распада (1.2-1.5)´10³¹ Дж, дифференциации вещества (1.5-2.0)´10³¹ Дж и приливного трения от воздействия Луны 2.8´10³¹ Дж [64].

Эта энергия в основном расходуется на изменение орбиты движения Земли вокруг Солнца, но какая-то часть ее рассеивается в теле планеты, превращаясь в тепло. В первую очередь она выделяется в зоне внешнего расплавленного ядра Земли, где преобразуется в конвективное движение жидкого вещества земного ядра. Поэтому даже ~10^-4 части полученного импульса достаточно, чтобы обеспечить требуемую для генерации магнитного поля Земли энергию (~10¹⁸ Дж/год [65]) на протяжении миллиардов лет.

Рис. 13. Сопоставление времен важнейших событий в истории Земли по геологическим данным.

а) Международная стратиграфическая шкала докембрия [66], дополненная шкалой фанерозоя;

б) Моменты наиболее мощных галактических воздействий, обусловленных взаимодействиями Солнечной системы со звездами (пятиугольники) и самыми сильными бомбардировками Земли галактическими кометами (кружки) – см. рис. 12.

в) Мегациклы процессов рудообразования (без штриховки) и тектономагматической активности (заштриховано) по данным [67];

г) Изменения изотопного состава углерода карбонатных пород [68];

д) Доля органического вещества в составе углерода осадочных пород [69], рассчитанная на основании данных [68];

е) Важнейшие этапы эволюции живых организмов [70] – правая штриховка, и главные эпохи развития углеродсодержащих формаций в докембрии [71] – левая штриховка.

Второй механизм заключается в бомбардировке Земли крупными астероидными телами. В моменты «скачков» Солнца астероиды в больших количествах поступают из астероидного пояса в межпланетное пространство, откуда за время ~10⁷¸10⁸ лет вычерпываются планетами [72]. Наиболее обильные падения астероидов на Землю отмечались вслед за эпохами 3.6 и 2.6, в меньшем количестве 1.65 и еще меньше 1.05 млрд. лет назад. На указанные периоды времени приходятся основные циклы формирования на Земле месторождений железистых кварцитов [73]. Судя по запасам этих руд, на нашу планету тогда выпадало ~10²³ г астероидного вещества преимущественно железо-кремниевого состава. На Земле этот космический материал полностью рассеивался и перемешивался с земным веществом, приводя к невиданным по своим масштабам процессам выветривания и рудообразования [74].

Вместе с астероидами на нашу планету должна была поступать энергия ~10²⁸¸10²⁹ Дж. Этой энергии, вероятно, было достаточно, чтобы в эпохи активного отложения железистых кварцитов поддерживать температуры поверхности Земли на уровне одной - двух сотен градусов Цельсия [75]. Активизации процессов выветривания также способствовало выделение в атмосферу больших количеств кислорода, продукта термического разложения пород земной коры при их импактном испарении [76].