مهمانان ناخوانده
مهمانان ناخوانده
مهمانان ناخوانده
كمتر از نيم قرن پيش، از عوامل تغييرات زمين فقط سه عامل شناخته شده بودند اما با پيشرفت علوم و افزايش درك بشريت از سياره ي زمين و ديگر سياره ها، چهارمين عامل مهم در تغييرات سطح زمين شناخته شد: برخورد اجرام فرازميني
منظومه ي شمسي مجموعه اي از يك ستاره، هشت سياره، چندين سياره ي كوتوله، هزاران هزار سيارك و دنباله دار است كه همراه با غبار ميان سياره اي، در يكي از بازوهاي كهكشان راه شيري قرار دارند. خورشيد، سياره اي بسيار معمولي، 4/5 ميليارد سال پيش تشكيل شده و يكي از حدود 400 ميليارد ستاره ي كهكشان راه شيري است. پس از تشكيل خورشيد جوان، ابر و غبار و قطعات ريز و درشتي كه آن را احاطه كرده بودند در مناطق خاصي متمركز شدند و اجرام بزرگ تري را شكل دادند. اين اجرام نيز كم كم به يك ديگر پيوستند و در ميليون ها سال هسته ي اوليه ي سياره ها را به وجود آوردند و طي زمان به علت هجوم اجرام سرگردان اندازه ي آن ها رشد كرد. با پايين آمدن ميزان برخوردها سياره ها رفته رفته به ثبات نسبي دست يافتند. با اين كه سياره ها به مرور زمان مدار و قلمرو خود را از اجرام كوچك تر تهي كردند باز هم گاه و بي گاه كوه بزرگي از يخ و سنگ، كه مداري مستقل به دور خورشيد داشت يا به علت تأثيرات گرانشي سياره ها بزرگ تر مانند مشتري و زحل به مناطق داخلي تر منظومه «پرتاب » شده بود تحت تأثير جاذبه ي زمين به سوي اين سياره هجوم مي آورد. اين جسم با سطح زمين برخورد مي كرد و با توجه به اندازه اش عامل تغييراتي مي شد. البته چنين برخوردهايي نه تنها براي زمين و بلكه براي همه اجرام منظومه ي شمسي نيز رخ داده است و گواه آن وجود آثار برخوردهاي كهن بر سطح سياره هاي ديگر، قمرها و حتي اعضاي كوچك تر منظومه است.
تكوين منظومه ي شمسي هنوز هم ادامه دارد و سالانه هزاران هزار ذره ي كوچك و برگ به جوّ زمين برخورد مي كنند. اگر اندازه اي در حد چند متر داشته باشند قطعاتي از آن ها ممكن است با سطح زمين برخورد كنند. احتمال برخورد اجرام بزرگ تر به زمين هنوز هم بالاست. مثلاً نمونه ي مشهور آن بروز حادثه ي تونگوسكا در 30 ژوئن 1908 است. برخورد اجرام فرازميني با زمين سبب تغييرات بزرگي بوده است: از تأثير آن در شكل گيري قمر زمين در زمان هادَين تا انقراض هاي وسيع و دسته جمعي موجودات زنده در مراحل گوناگوني از عمر زمين كه نمونه ي بسيار مشهور آن انقراض دايناسورها در كرتاسه ي پاياني به علت برخورد سياركي بزرگ به زمين است كه گودال احتمالي اين برخورد در ناحيه ي خليج مكزيك قرار دارد.
سيارك ها: سيارك ها قطعات كوچك سنگ اند كه گمان مي رود جزئي از قطعات اوليه ي منظومه ي شمسي اند كه فرصت آن را نيافته اند تا در كنار ديگر اجرام جمع شوند و سياره ها را شكل دهند. بيش تر سيارك ها اندازه اي در حد چند كيلومتر تا چند ده كيلومتر دارند كه در ميان شان اعضاي بزرگ تري مانند سرِس نيز ديده مي شوند (سرس يكي از سيّاره هاي كوتوله به شمار مي رود) كه قطري نزديك به 1000 كيلومتر دارند. چند صد هزار سيارك در اندازه هاي كيلومتري كشف شده است و ميليون ها عدد از آن ها هم در اندازه هاي كوچك تر وجود دارند. تمركز اصلي سيارك ها در كمربند سيارك ها و در فاصله اي بين سياره ي مريخ و مشتري است. البته اگر همان جا بمانند به علت فاصله ي بسيار زياد با زمين و ثبات مداري خطري براي زمين ندارند.
دنباله دارها: دنباله دارها نيز در ميان اجرام كوچك منظومه ي شمسي قرار دارند و اندازه ي بيشتر آن ها ده ها كيلومتر است. اين اجرام علاوه بر مواد سنگي و خاكي مقادير بسياري از يخ هاي منظومه ي شمسي مي رسند، اين يخ ها از سطح آزاد مي شوند و دُم بلند و درخشاني از غبار و گازهاي گوناگون ايجاد مي كنند. مقادير زياد از مواد يخ زده نشان مي دهند كه اين اجرام احتمالاً در مناطق بيروني و سردتر منظومه ي شمسي تشكيل شده اند. تمركز اصلي دنباله دارها بيشتر در فاصله ي يك سال نوري از ما در منطقه ي كروي موسوم به ابر اورت است كه ميلياردها هسته ي يخي دنباله دار در اين منطقه قرار دارند. علاوه بر ابر اورت، دنباله دارها از كمربند كايپر وراي مدار نپتون سرچشمه مي گيرند. شمار كمي از دنباله دارها نيز مداري ميان خورشيد و مشتري دارند كه به دنباله دارهاي كوتاه دوره مشهورند. هر زمان مسير حركت سيارك يا دنباله داري با زمين تلاقي مي كند احتمال برخورد وجود دارد و چيزي نمي تواند مانع از برخورد شود. بيشتر سيارك ها در فاصله ي امني نسبت به ما قرار دارند اما همه ي آن ها در اين فاصله پايدار نمي مانند و ممكن است برخي از آن ها به علت اختلال هاي گرانشي ناشي از مريخ يا مشتري يا برخوردهاي كم سرعت ميان خود سيارك ها از مسير اصلي منحرف شوند و مدار جديدي پيدا كنند كه از نزديكي زمين عبور مي كند. اين قضيه براي دنباله دارها نيز صادق است و شايد به علت اختلال هاي گرانشي ناشي از عبور ستاره اي ديگر از فاصله ي نزديك به ما كوه هاي يخي را از ابر اورت روانه كند. انرژي جنبشي برخورد كننده رابطه ي مستقيمي با جرم و سرعت آن دارد. تعداد برخوردهاي اجرام كوچك تر و كم جرم تر خيلي بيشتر از تعداد برخوردهاي بزرگ تر است كه موجب خسارت هاي بيشتري نيز مي شوند. سرعت اجرام برخورد كننده نيز گوناگون است و بر اساس چگونگي مسير حركت جرم و زمين ممكن است دست كم 11/2 و حداكثر 72 كيلومتر بر ثانيه باشد. سرعت زمين در مدار خود به دور خورشيد 30 كيلومتر بر ثانيه است و حداكثر سرعت اجرام ديگر 44 كيلومتر بر ثانيه؛ كه اگر هر دو در يك مسير حركت كنند برآيند اين دو سرعت كم مي شود و اگر مسير اين دو مخالف يكديگر باشد حداكثر سرعت را خواهيم داشت. با اين سرعت هاي بالا انرژي جنبشي اي كه جرم دارد هم بسيار جالب است. هنگام انتقال انرژي به زمين هر جرم بين 20 تا 50 برابر خود انرژي حاصل از انفجار TNT را آزاد مي كند. مثلاً شهاب سنگي با قطر 6 متر، كه با سرعت 20 كيلومتر بر ثانيه (سرعت متوسط سيارك ها) به زمين برخورد مي كند، انرژي اي به اندازه ي 10×8/3 به توان13آزاد مي كند كه معادل انرژي آزاد شده در انفجار 20 هزار تن TNT است يا معادل انفجار يك بمب اتمي! در اين ميان برخورد اجرام با اندازه هاي كيلومتري ممكن است انرژي اي برابر با انفجار ميليون ها و حتي ميلياردها تن TNT را آزاد كند. براي جسمي سنگي با اندازه ي نيم تا 10 كيلومتر با جرم 10به توان 9 تا 10 به توان 16كيلومتر كه با سرعت 20 تا 40 كيلومتر بر ثانيه به زمين برخورد مي كند انرژي جنبشي اي از مرتبه ي 10به توان 15تا 10 به توان 20 ژول است! براي مقايسه بد نيست بدانيد كه انرژي كل شار گرمايي از زمين علاوه بر انرژي حاصل از زمين لرزه ها و آتشفشان ها سالانه 10 به توان 21 ژول است. اين مقدار نشان مي دهد كه در برخورد جرمي عظيم انرژي اي برابر با انرژي آزادشده از زمين طي هزاران سال در كسري از ثانيه آزاد مي شود. اما زياد نگران نباشيد! خوشبختانه احتمال برخورد اجرام در اندازه هاي چند كيلومتري با زمين در آينده ي نزديك پايين است و اين برخوردها در مقياس هاي چند ميليون سال رخ مي دهند. به طوري كه سيارك هايي با قطر يك كيلومتر به طور متوسط هر 500 هزار سال يك بار و اجرام پنج كيلومتري به طور متوسط هر 10 ميليون سال يكبار و اجرام پنج تا 10 متري هر سال يك بار با زمين برخورد مي كنند. اگر با تلسكوپي كوچك به ماه نگاه كنيد نقاط دايره اي شكل گودال هاي بزرگ و كوچك فراواني را مي بينيد كه درگذشته آن ها را آثار فعاليت هاي آتشفشاني دهانه ي آتشفشان هاي خاموش مي دانستند.
در دهه ي پاياني قرن نوزدهم، افرادي مانند گيلبرت با انجام دادن آزمايش هاي بسيار ساده با برخورد دادن گلوله اي رُسي به سطحي گِلي و مشاهدات تلسكوپي ماه شكل عوارض ناشي از برخورد به سطح رُسي را شبيه به عوارض روي ماه دانست و منشأ برخوردي را براي گودال هاي ماه پيشنهاد داد. با آغاز عصر فضا و كنجكاوي روس ها و آمريكايي ها براي فهم بيشتر منظومه ي شمسي و رقابت بين اين دو برنامه هايي به سوي مريخ طرح ريزي شد كه تلسكوپ ها توان كافي براي ديدن جزئيات سطح آن نداشتند و گمان مي رفت بيشترين شباهت را به سياره ي ما دارد. نخستين تصاوير دقيق از سطح مريخ 21 تصوير بودند كه مارينر 4 در سال 1965/1344 ارسال كرد و سياره اي را پُر از عوارض دايره اي شكل، كه همان گودال هاي برخوردي بودند، آشكار كرد. كار جالب ديگر پيش از ارسال مدارگردها و مه نشين ها صورت گرفت. براي انتخاب مكان مناسب براي فرود آپولوها جين شوميكر و هيكمن پيشنهاد تأسيس رصدخانه اي براي بررسي تمام وقت ماه و تهيه ي نقشه ي سطح آن را دادند كه در اين ميان اطلاعات با ارزشي از عوارض سطح ماه و پراكندگي آن ها به دست آمد.
بر اساس جديدترين آمار (2009/1388) گودال هاي برخوردي در زمين نزديك به 180 عددند. همان طور كه در نقشه ي زير مي بينيد، توزيع آن ها در زمين يكسان نيست؛ بيشتر آن ها به ويژه نمونه هاي قديمي تر در نواحي سپر واقع شده اند. همچنين بيشتر گودال هاي برخوردي در مناطقي هستند كه پوشش چنداني مانند درختان جنگلي، ماسه هاي روان، يخ هاي ضخيم، و آب اقيانوس ها حضور مؤثري ندارند. و مورد جالب تر اين كه در مناطقي بيشترين تعداد را دارند كه زمين شناسان پژوهش هاي فراواني انجام داده اند. كشف گودال هاي برخوردي بيشتر در نتيجه ي استفاده از سنجش از دور و كارهاي صحرايي پترولوژي دگرگوني ممكن است. چنان چه سرزمين ايران به علت اقليم خاص خود بيشترين پتانسيل كشف گودال هاي برخوردي را دارد و بايد با انجام پژوهش هاي جدّي اين كار شروع شود.
منبع:نشريه نجوم، شماره 215
/ع
منظومه ي شمسي مجموعه اي از يك ستاره، هشت سياره، چندين سياره ي كوتوله، هزاران هزار سيارك و دنباله دار است كه همراه با غبار ميان سياره اي، در يكي از بازوهاي كهكشان راه شيري قرار دارند. خورشيد، سياره اي بسيار معمولي، 4/5 ميليارد سال پيش تشكيل شده و يكي از حدود 400 ميليارد ستاره ي كهكشان راه شيري است. پس از تشكيل خورشيد جوان، ابر و غبار و قطعات ريز و درشتي كه آن را احاطه كرده بودند در مناطق خاصي متمركز شدند و اجرام بزرگ تري را شكل دادند. اين اجرام نيز كم كم به يك ديگر پيوستند و در ميليون ها سال هسته ي اوليه ي سياره ها را به وجود آوردند و طي زمان به علت هجوم اجرام سرگردان اندازه ي آن ها رشد كرد. با پايين آمدن ميزان برخوردها سياره ها رفته رفته به ثبات نسبي دست يافتند. با اين كه سياره ها به مرور زمان مدار و قلمرو خود را از اجرام كوچك تر تهي كردند باز هم گاه و بي گاه كوه بزرگي از يخ و سنگ، كه مداري مستقل به دور خورشيد داشت يا به علت تأثيرات گرانشي سياره ها بزرگ تر مانند مشتري و زحل به مناطق داخلي تر منظومه «پرتاب » شده بود تحت تأثير جاذبه ي زمين به سوي اين سياره هجوم مي آورد. اين جسم با سطح زمين برخورد مي كرد و با توجه به اندازه اش عامل تغييراتي مي شد. البته چنين برخوردهايي نه تنها براي زمين و بلكه براي همه اجرام منظومه ي شمسي نيز رخ داده است و گواه آن وجود آثار برخوردهاي كهن بر سطح سياره هاي ديگر، قمرها و حتي اعضاي كوچك تر منظومه است.
تكوين منظومه ي شمسي هنوز هم ادامه دارد و سالانه هزاران هزار ذره ي كوچك و برگ به جوّ زمين برخورد مي كنند. اگر اندازه اي در حد چند متر داشته باشند قطعاتي از آن ها ممكن است با سطح زمين برخورد كنند. احتمال برخورد اجرام بزرگ تر به زمين هنوز هم بالاست. مثلاً نمونه ي مشهور آن بروز حادثه ي تونگوسكا در 30 ژوئن 1908 است. برخورد اجرام فرازميني با زمين سبب تغييرات بزرگي بوده است: از تأثير آن در شكل گيري قمر زمين در زمان هادَين تا انقراض هاي وسيع و دسته جمعي موجودات زنده در مراحل گوناگوني از عمر زمين كه نمونه ي بسيار مشهور آن انقراض دايناسورها در كرتاسه ي پاياني به علت برخورد سياركي بزرگ به زمين است كه گودال احتمالي اين برخورد در ناحيه ي خليج مكزيك قرار دارد.
برخورد و تشكيل گودال هاي برخوردي
مهاجمان
سيارك ها: سيارك ها قطعات كوچك سنگ اند كه گمان مي رود جزئي از قطعات اوليه ي منظومه ي شمسي اند كه فرصت آن را نيافته اند تا در كنار ديگر اجرام جمع شوند و سياره ها را شكل دهند. بيش تر سيارك ها اندازه اي در حد چند كيلومتر تا چند ده كيلومتر دارند كه در ميان شان اعضاي بزرگ تري مانند سرِس نيز ديده مي شوند (سرس يكي از سيّاره هاي كوتوله به شمار مي رود) كه قطري نزديك به 1000 كيلومتر دارند. چند صد هزار سيارك در اندازه هاي كيلومتري كشف شده است و ميليون ها عدد از آن ها هم در اندازه هاي كوچك تر وجود دارند. تمركز اصلي سيارك ها در كمربند سيارك ها و در فاصله اي بين سياره ي مريخ و مشتري است. البته اگر همان جا بمانند به علت فاصله ي بسيار زياد با زمين و ثبات مداري خطري براي زمين ندارند.
دنباله دارها: دنباله دارها نيز در ميان اجرام كوچك منظومه ي شمسي قرار دارند و اندازه ي بيشتر آن ها ده ها كيلومتر است. اين اجرام علاوه بر مواد سنگي و خاكي مقادير بسياري از يخ هاي منظومه ي شمسي مي رسند، اين يخ ها از سطح آزاد مي شوند و دُم بلند و درخشاني از غبار و گازهاي گوناگون ايجاد مي كنند. مقادير زياد از مواد يخ زده نشان مي دهند كه اين اجرام احتمالاً در مناطق بيروني و سردتر منظومه ي شمسي تشكيل شده اند. تمركز اصلي دنباله دارها بيشتر در فاصله ي يك سال نوري از ما در منطقه ي كروي موسوم به ابر اورت است كه ميلياردها هسته ي يخي دنباله دار در اين منطقه قرار دارند. علاوه بر ابر اورت، دنباله دارها از كمربند كايپر وراي مدار نپتون سرچشمه مي گيرند. شمار كمي از دنباله دارها نيز مداري ميان خورشيد و مشتري دارند كه به دنباله دارهاي كوتاه دوره مشهورند. هر زمان مسير حركت سيارك يا دنباله داري با زمين تلاقي مي كند احتمال برخورد وجود دارد و چيزي نمي تواند مانع از برخورد شود. بيشتر سيارك ها در فاصله ي امني نسبت به ما قرار دارند اما همه ي آن ها در اين فاصله پايدار نمي مانند و ممكن است برخي از آن ها به علت اختلال هاي گرانشي ناشي از مريخ يا مشتري يا برخوردهاي كم سرعت ميان خود سيارك ها از مسير اصلي منحرف شوند و مدار جديدي پيدا كنند كه از نزديكي زمين عبور مي كند. اين قضيه براي دنباله دارها نيز صادق است و شايد به علت اختلال هاي گرانشي ناشي از عبور ستاره اي ديگر از فاصله ي نزديك به ما كوه هاي يخي را از ابر اورت روانه كند. انرژي جنبشي برخورد كننده رابطه ي مستقيمي با جرم و سرعت آن دارد. تعداد برخوردهاي اجرام كوچك تر و كم جرم تر خيلي بيشتر از تعداد برخوردهاي بزرگ تر است كه موجب خسارت هاي بيشتري نيز مي شوند. سرعت اجرام برخورد كننده نيز گوناگون است و بر اساس چگونگي مسير حركت جرم و زمين ممكن است دست كم 11/2 و حداكثر 72 كيلومتر بر ثانيه باشد. سرعت زمين در مدار خود به دور خورشيد 30 كيلومتر بر ثانيه است و حداكثر سرعت اجرام ديگر 44 كيلومتر بر ثانيه؛ كه اگر هر دو در يك مسير حركت كنند برآيند اين دو سرعت كم مي شود و اگر مسير اين دو مخالف يكديگر باشد حداكثر سرعت را خواهيم داشت. با اين سرعت هاي بالا انرژي جنبشي اي كه جرم دارد هم بسيار جالب است. هنگام انتقال انرژي به زمين هر جرم بين 20 تا 50 برابر خود انرژي حاصل از انفجار TNT را آزاد مي كند. مثلاً شهاب سنگي با قطر 6 متر، كه با سرعت 20 كيلومتر بر ثانيه (سرعت متوسط سيارك ها) به زمين برخورد مي كند، انرژي اي به اندازه ي 10×8/3 به توان13آزاد مي كند كه معادل انرژي آزاد شده در انفجار 20 هزار تن TNT است يا معادل انفجار يك بمب اتمي! در اين ميان برخورد اجرام با اندازه هاي كيلومتري ممكن است انرژي اي برابر با انفجار ميليون ها و حتي ميلياردها تن TNT را آزاد كند. براي جسمي سنگي با اندازه ي نيم تا 10 كيلومتر با جرم 10به توان 9 تا 10 به توان 16كيلومتر كه با سرعت 20 تا 40 كيلومتر بر ثانيه به زمين برخورد مي كند انرژي جنبشي اي از مرتبه ي 10به توان 15تا 10 به توان 20 ژول است! براي مقايسه بد نيست بدانيد كه انرژي كل شار گرمايي از زمين علاوه بر انرژي حاصل از زمين لرزه ها و آتشفشان ها سالانه 10 به توان 21 ژول است. اين مقدار نشان مي دهد كه در برخورد جرمي عظيم انرژي اي برابر با انرژي آزادشده از زمين طي هزاران سال در كسري از ثانيه آزاد مي شود. اما زياد نگران نباشيد! خوشبختانه احتمال برخورد اجرام در اندازه هاي چند كيلومتري با زمين در آينده ي نزديك پايين است و اين برخوردها در مقياس هاي چند ميليون سال رخ مي دهند. به طوري كه سيارك هايي با قطر يك كيلومتر به طور متوسط هر 500 هزار سال يك بار و اجرام پنج كيلومتري به طور متوسط هر 10 ميليون سال يكبار و اجرام پنج تا 10 متري هر سال يك بار با زمين برخورد مي كنند. اگر با تلسكوپي كوچك به ماه نگاه كنيد نقاط دايره اي شكل گودال هاي بزرگ و كوچك فراواني را مي بينيد كه درگذشته آن ها را آثار فعاليت هاي آتشفشاني دهانه ي آتشفشان هاي خاموش مي دانستند.
در دهه ي پاياني قرن نوزدهم، افرادي مانند گيلبرت با انجام دادن آزمايش هاي بسيار ساده با برخورد دادن گلوله اي رُسي به سطحي گِلي و مشاهدات تلسكوپي ماه شكل عوارض ناشي از برخورد به سطح رُسي را شبيه به عوارض روي ماه دانست و منشأ برخوردي را براي گودال هاي ماه پيشنهاد داد. با آغاز عصر فضا و كنجكاوي روس ها و آمريكايي ها براي فهم بيشتر منظومه ي شمسي و رقابت بين اين دو برنامه هايي به سوي مريخ طرح ريزي شد كه تلسكوپ ها توان كافي براي ديدن جزئيات سطح آن نداشتند و گمان مي رفت بيشترين شباهت را به سياره ي ما دارد. نخستين تصاوير دقيق از سطح مريخ 21 تصوير بودند كه مارينر 4 در سال 1965/1344 ارسال كرد و سياره اي را پُر از عوارض دايره اي شكل، كه همان گودال هاي برخوردي بودند، آشكار كرد. كار جالب ديگر پيش از ارسال مدارگردها و مه نشين ها صورت گرفت. براي انتخاب مكان مناسب براي فرود آپولوها جين شوميكر و هيكمن پيشنهاد تأسيس رصدخانه اي براي بررسي تمام وقت ماه و تهيه ي نقشه ي سطح آن را دادند كه در اين ميان اطلاعات با ارزشي از عوارض سطح ماه و پراكندگي آن ها به دست آمد.
گودال هاي برخوردي زمين
بر اساس جديدترين آمار (2009/1388) گودال هاي برخوردي در زمين نزديك به 180 عددند. همان طور كه در نقشه ي زير مي بينيد، توزيع آن ها در زمين يكسان نيست؛ بيشتر آن ها به ويژه نمونه هاي قديمي تر در نواحي سپر واقع شده اند. همچنين بيشتر گودال هاي برخوردي در مناطقي هستند كه پوشش چنداني مانند درختان جنگلي، ماسه هاي روان، يخ هاي ضخيم، و آب اقيانوس ها حضور مؤثري ندارند. و مورد جالب تر اين كه در مناطقي بيشترين تعداد را دارند كه زمين شناسان پژوهش هاي فراواني انجام داده اند. كشف گودال هاي برخوردي بيشتر در نتيجه ي استفاده از سنجش از دور و كارهاي صحرايي پترولوژي دگرگوني ممكن است. چنان چه سرزمين ايران به علت اقليم خاص خود بيشترين پتانسيل كشف گودال هاي برخوردي را دارد و بايد با انجام پژوهش هاي جدّي اين كار شروع شود.
منبع:نشريه نجوم، شماره 215
/ع
مقالات مرتبط
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}