มวลขนาดใหญ่ที่เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วที่โจมตีโลกจะสามารถทำให้เกิดเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้ อย่างไรก็ตามทฤษฎีดังกล่าวต้องการหลักฐานที่ชัดเจนว่ามีผลกระทบเป็นระยะซึ่งโลกดูเหมือนจะไม่มี เครดิตภาพ: Don Davis / NASA

การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เป็นระยะ? และเราครบกำหนดอย่างใดอย่างหนึ่ง?

65 ล้านปีที่ผ่านมาผลกระทบเช็ดออก 30% ของชีวิตทั้งหมดบนโลก อีกอันหนึ่งใกล้เข้ามาได้ไหม?

“ สิ่งที่สามารถยืนยันได้โดยไม่มีหลักฐานสามารถถูกไล่ออกได้โดยไม่มีหลักฐาน” -Christopher Hitchens

65 ล้านปีที่แล้วดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่บางทีประมาณห้าถึงสิบกิโลเมตรข้ามโลกด้วยความเร็วเกิน 20,000 ไมล์ต่อชั่วโมง หลังจากการปะทะกันของหายนะครั้งนี้ยักษ์ใหญ่ที่รู้จักกันในชื่อไดโนเสาร์ซึ่งครอบครองพื้นผิวโลกมานานกว่า 100 ล้านปีถูกกำจัด ในความเป็นจริงประมาณ 30% ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่มีอยู่บนโลกในขณะนั้นถูกกำจัดออกไป นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่โลกถูกวัตถุหายนะดังกล่าวเกิดขึ้นและให้สิ่งที่มีอยู่ออกไปมันน่าจะไม่ใช่ครั้งสุดท้าย ความคิดที่ได้รับการพิจารณาสักระยะหนึ่งคือเหตุการณ์เหล่านี้เป็นระยะซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ผ่านกาแลคซี หากเป็นเช่นนั้นเราควรจะสามารถคาดการณ์ได้ว่าคนต่อไปจะมาถึงเมื่อใดและเราอยู่ในช่วงเวลาที่มีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นอย่างรุนแรงหรือไม่

การได้รับชิ้นส่วนขนาดยักษ์ที่เคลื่อนที่เร็วนั้นเป็นอันตราย แต่สิ่งที่อันตรายที่สุดในยุคแรก ๆ ของระบบสุริยะ เครดิตรูปภาพ: NASA / GSFC, BENNU'S JOURNEY - การโจมตีอย่างหนัก

มักจะมีอันตรายจากการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ แต่ที่สำคัญคือการนับจำนวนอันตรายที่ถูกต้อง การสูญพันธุ์ในระบบสุริยะของเรา - จากการทิ้งระเบิดของจักรวาล - โดยทั่วไปมาจากสองแหล่ง: แถบดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีและแถบไคเปอร์และเมฆออร์ตออกจากวงโคจรของเนปจูน สำหรับแถบดาวเคราะห์น้อยต้นกำเนิดของฆาตกรไดโนเสาร์ที่น่าสงสัย (แต่ไม่แน่นอน) ความน่าจะเป็นของเราต่อการถูกวัตถุขนาดใหญ่ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป มีเหตุผลที่ดีสำหรับเรื่องนี้: ปริมาณของวัสดุที่อยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีจะหมดลงเมื่อเวลาผ่านไปโดยไม่มีกลไกในการเติมเต็ม เราสามารถเข้าใจสิ่งนี้ได้โดยดูที่บางสิ่ง: ระบบสุริยะรุ่นแรก ๆ ของระบบสุริยะของเราและโลกที่ไร้อากาศส่วนใหญ่โดยไม่มีธรณีวิทยาที่ใช้งานอยู่โดยเฉพาะอย่างยิ่ง: ดวงจันทร์ดาวพุธและดวงจันทร์ส่วนใหญ่ของดาวพฤหัสบดี

มุมมองความละเอียดสูงสุดของพื้นผิวดวงจันทร์ทั้งหมดถูกนำมาโดยยานสำรวจดวงจันทร์ มาเรีย (ดินแดนที่อายุน้อยกว่าและมืดกว่า) ชัดเจนว่าเป็นพื้นที่ที่มีความหนาแน่นน้อย เครดิตรูปภาพ: NASA / GSFC / Arizona State University (รวบรวมโดย I. Antonenko)

ประวัติความเป็นมาของผลกระทบในระบบสุริยจักรวาลของเราเขียนบนใบหน้าของโลกอย่างดวงจันทร์ บริเวณที่เป็นที่สูงของดวงจันทร์ - จุดที่มีแสงน้อย - เราสามารถเห็นประวัติศาสตร์ที่ยาวนานของการเกิดหลุมอุกกาบาตย้อนหลังไปถึงยุคแรกสุดในระบบสุริยะ: มากกว่า 4 พันล้านปีก่อน มีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่จำนวนมากที่มีหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กและขนาดเล็กอยู่ภายใน: หลักฐานที่แสดงว่ามีผลกระทบในระดับสูงอย่างไม่น่าเชื่อตั้งแต่ต้น อย่างไรก็ตามถ้าคุณดูบริเวณที่มืด (จันทรคติ) คุณจะเห็นหลุมอุกกาบาตน้อยลง Radiometric dating แสดงให้เห็นว่าพื้นที่เหล่านี้ส่วนใหญ่มีอายุระหว่าง 3 ถึง 3.5 พันล้านปีและแม้จะแตกต่างกันมากพอที่ปริมาณของปล่องภูเขาไฟจะน้อยกว่ามาก ภูมิภาคที่อายุน้อยที่สุดที่พบใน Oceanus Procellarum (แม่ม้าที่ใหญ่ที่สุดบนดวงจันทร์) มีอายุเพียง 1.2 พันล้านปีเท่านั้นและมีอายุน้อยที่สุด

Oceanus Procellorum เป็นแอ่งน้ำขนาดใหญ่ที่ใหญ่ที่สุดและยังเป็นอ่างที่อายุน้อยที่สุดแห่งหนึ่งของมาเรียซึ่งเป็นหลักฐานที่เห็นได้ชัดว่าเป็นหนึ่งในหลุมอุกกาบาตที่น้อยที่สุด เครดิตรูปภาพ: ยานอวกาศของนาซา / JPL / กาลิเลโอ

จากหลักฐานนี้เราสามารถสรุปได้ว่าแถบดาวเคราะห์น้อยกำลังได้รับการแยกตัวเป็นระยะและระยะห่างเมื่ออัตราการแยกลดลง โรงเรียนแห่งความคิดชั้นนำคือว่าเรายังไม่ถึง แต่ในบางจุดในอีกไม่กี่พันล้านปีข้างหน้าโลกควรจะประสบกับการโจมตีครั้งสุดท้ายของดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่สุดและถ้ายังมีชีวิตบนโลกนี้การสูญพันธุ์ครั้งสุดท้าย เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจากภัยพิบัติดังกล่าว แถบดาวเคราะห์น้อยก่อให้เกิดอันตรายน้อยกว่าทุกวันนี้ที่ผ่านมา

แต่เมฆออร์ตและแถบไคเปอร์เป็นเรื่องราวที่ต่างกัน

แถบไคเปอร์เป็นที่ตั้งของวัตถุที่มีจำนวนมากที่สุดที่รู้จักในระบบสุริยะ แต่เมฆออร์ตจางและไกลกว่าไม่เพียง แต่มีจำนวนมากเท่านั้น แต่มีแนวโน้มที่จะถูกรบกวนโดยมวลที่ผ่านเหมือนดาวฤกษ์อื่น เครดิตรูปภาพ: NASA และ William Crochot

เหนือกว่าเนปจูนในระบบสุริยะรอบนอกมีศักยภาพมหาศาลสำหรับภัยพิบัติ หลายแสนคน - ถ้าไม่ใช่ล้าน - ก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่และก้อนหินกำลังรออยู่ในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ซึ่งมวลผ่าน (เช่นเนปจูน, วัตถุแถบไคเปอร์อื่น / เมฆออร์ตหรือดาวฤกษ์ / ดาวเคราะห์ที่ผ่าน) มีจำนวน ศักยภาพที่จะทำลายความโน้มถ่วง การหยุดชะงักอาจมีผลลัพธ์จำนวนหนึ่ง แต่หนึ่งในนั้นคือการขว้างมันไปสู่ระบบสุริยะชั้นในซึ่งมันจะมาถึงในฐานะดาวหางที่ยอดเยี่ยม แต่มันก็สามารถชนกับโลกของเราได้

ทุกๆ 31 ล้านปีหรือประมาณนั้นดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านระนาบกาแลคซีข้ามพื้นที่ที่มีความหนาแน่นมากที่สุดในแง่ของละติจูดกาแลคซี เครดิตรูปภาพ: NASA / JPL-Caltech / R Hurt (จากภาพประกอบกาแลคซีหลัก) แก้ไขโดยผู้ใช้ Wikimedia Commons Cmglee

ปฏิสัมพันธ์กับดาวเนปจูนหรือวัตถุอื่น ๆ ในแถบไคเปอร์แถบ / เมฆออร์ตจะสุ่มและเป็นอิสระจากสิ่งอื่นที่เกิดขึ้นในกาแลคซีของเรา แต่เป็นไปได้ที่จะผ่านภูมิภาคที่อุดมไปด้วยดาวเช่นดิสก์กาแลกติกหรือแขนกังหันของเรา - สามารถเพิ่มอัตราต่อรองของพายุดาวหางและโอกาสที่ดาวหางจะโจมตีบนโลก ในขณะที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านทางช้างเผือกมีวงโคจรที่น่าสนใจ: ประมาณทุกๆ 31 ล้านปีหรือประมาณนั้นโคจรผ่านระนาบกาแลคซี นี่เป็นเพียงกลไกการโคจรขณะที่ดวงอาทิตย์และดวงดาวทุกดวงเดินไปตามเส้นทางรูปไข่รอบ ๆ ใจกลางกาแลคซี แต่บางคนอ้างว่ามีหลักฐานว่ามีการสูญพันธุ์เป็นระยะในช่วงเวลาเดียวกันนั้นซึ่งอาจบ่งบอกว่าการสูญพันธุ์เหล่านี้เกิดขึ้นจากพายุดาวหางทุก ๆ 31 ล้านปี

เปอร์เซ็นต์ของสายพันธุ์ที่สูญพันธุ์ไปในช่วงเวลาต่าง ๆ การสูญพันธุ์ที่ใหญ่ที่สุดที่รู้จักกันคือขอบเขต Permian-Triassic ประมาณ 250 ล้านปีก่อนซึ่งยังไม่ทราบสาเหตุ เครดิตรูปภาพ: ผู้ใช้ Wikimedia Commons Smith609 โดยมีข้อมูลจาก Raup & Smith (1982) และ Rohde and Muller (2005)

เป็นไปได้ไหม? คำตอบสามารถพบได้ในข้อมูล เราสามารถดูเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่บนโลกได้จากหลักฐานฟอสซิล วิธีการที่เราสามารถใช้คือการนับจำนวนของสกุล (หนึ่งขั้นตอนทั่วไปมากกว่า "สปีชีส์" ในวิธีที่เราจัดประเภทสิ่งมีชีวิตสำหรับมนุษย์ "homo" ใน homo sapiens เป็นสกุลของเรา) ในเวลาใดก็ตาม เราสามารถย้อนเวลากลับไปได้มากกว่า 500 ล้านปีขอบคุณหลักฐานที่พบในหินตะกอนทำให้เราเห็นว่ามีเปอร์เซ็นต์เท่าไรและตายไปในช่วงเวลาใด

จากนั้นเราสามารถมองหารูปแบบในเหตุการณ์การสูญพันธุ์เหล่านี้ วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเชิงปริมาณคือการแปลงฟูริเยร์ของวัฏจักรเหล่านี้และดูว่ารูปแบบ (ถ้ามี) เกิดขึ้นที่ไหน ถ้าเราเห็นเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ทุก ๆ 100 ล้านปีตัวอย่างเช่นที่มีจำนวนสกุลลดลงอย่างมากในช่วงเวลาที่แน่นอนทุกครั้งการแปลงฟูริเยร์จะแสดงเข็มขนาดใหญ่ที่ความถี่ 1 / (100 ล้าน ปี). ดังนั้นเรามาถูกต้อง: ข้อมูลการสูญพันธุ์แสดงให้เห็นอะไร?

การวัดความหลากหลายทางชีวภาพและการเปลี่ยนแปลงจำนวนจำพวกที่มีอยู่ในเวลาใดก็ตามเพื่อระบุเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดในรอบ 500 ล้านปีที่ผ่านมา เครดิตรูปภาพ: ผู้ใช้ Wikimedia Commons, Albert Mestre, พร้อมข้อมูลจาก Rohde, RA, และ Muller, RA

มีหลักฐานบางอย่างที่ค่อนข้างอ่อนแอสำหรับเข็มที่มีความถี่ 140 ล้านปีและอื่น ๆ ที่แข็งแกร่งขึ้นเล็กน้อยที่ 62 ล้านปี ที่ที่ลูกศรสีส้มอยู่คุณสามารถดูว่าจะมีช่วงเวลา 31 ล้านปีที่ใด หนามแหลมสองอันนี้ดูใหญ่ แต่นั่นก็สัมพันธ์กับหนามแหลมอื่น ๆ เท่านั้นซึ่งไม่มีนัยสำคัญโดยสิ้นเชิง เดือยทั้งสองนี้มีความแข็งแรงและเป็นกลางซึ่งเป็นหลักฐานของเราสำหรับการมีประจำเดือน

รูปนี้แสดงการแปลงฟูริเยร์ของเหตุการณ์สูญพันธุ์ในช่วง 500 ล้านปีที่ผ่านมา ลูกศรสีส้มที่แทรกโดย E. Siegel แสดงให้เห็นว่ามีระยะเวลา 31 ล้านปีที่จะพอดีกับเครดิตภาพ: Rohde, RA & Muller, RA (2005) วงจรในความหลากหลายของฟอสซิล ธรรมชาติ 434: 209–210

ในกรอบเวลาเพียงประมาณ 500 ล้านปีคุณสามารถใส่การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้ 140 ล้านปีและมีเพียง 8 เหตุการณ์ 62 ล้านปีที่เป็นไปได้ สิ่งที่เราเห็นไม่เหมาะกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นทุก ๆ 140 ล้านหรือทุก ๆ 62 ล้านปี แต่ถ้าเราเห็นเหตุการณ์ในอดีตมีโอกาสเพิ่มขึ้นที่จะมีเหตุการณ์อีก 62 หรือ 140 ล้านปีในอดีตหรืออนาคต . แต่อย่างที่คุณเห็นได้ชัดเจนไม่มีหลักฐานแสดงว่ามีการสูญพันธุ์เหล่านี้เป็นระยะเวลา 26–30 ล้านปี

หากเราเริ่มมองไปที่หลุมอุกกาบาตที่เราพบบนโลกและองค์ประกอบทางธรณีวิทยาของหินตะกอนความคิดที่แตกสลายอย่างสมบูรณ์ จากผลกระทบทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนโลกน้อยกว่าหนึ่งในสี่ของพวกเขามาจากวัตถุที่มาจากเมฆ Oort ขอบเขตที่เลวร้ายยิ่งระหว่างขอบเขตทางธรณีวิทยา (Triassic / Jurassic, Jurassic / Cretaceous หรือ Cretaceous / Paleogene อาณาเขต) และบันทึกทางธรณีวิทยาที่สอดคล้องกับเหตุการณ์การสูญพันธุ์เมื่อ 65 ล้านปีก่อน - ชั้นฝุ่นที่เราเชื่อมโยงกับผลกระทบที่สำคัญ

ชั้นขอบเขต Cretaceous-Paleogene มีความแตกต่างอย่างมากในหินตะกอน แต่เป็นชั้นบาง ๆ ของเถ้าและองค์ประกอบที่เป็นองค์ประกอบซึ่งสอนเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดจากดาวข้างนอกของ Impactor ที่ทำให้เกิดเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ เครดิตภาพ: James Van Gundy

ความคิดที่ว่าการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เป็นช่วงเวลานั้นน่าสนใจและน่าสนใจ แต่หลักฐานก็ไม่ได้มีอยู่ในนั้น ความคิดที่ว่าดวงอาทิตย์ผ่านกาแลคซีทำให้เกิดผลกระทบเป็นระยะ ๆ บอกเล่าเรื่องราวที่ยิ่งใหญ่เช่นกัน แต่อีกครั้งไม่มีหลักฐาน ในความเป็นจริงเรารู้ว่าดาวมาถึง Oort cloud ทุกครึ่งล้านปีหรือมากกว่านั้น แต่เราก็เว้นระยะห่างกันอย่างชัดเจนระหว่างเหตุการณ์เหล่านี้ในปัจจุบัน สำหรับอนาคตอันใกล้โลกไม่ได้มีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นจากภัยพิบัติทางธรรมชาติที่มาจากจักรวาล แต่ดูเหมือนว่าอันตรายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเราจะถูกวางโดยที่เดียวที่เราทุกคนกลัวที่จะดู: ที่ตัวเราเอง

Starts With A Bang ได้เข้าร่วมฟอร์บส์และได้รับการตีพิมพ์ซ้ำในสื่อขอบคุณผู้สนับสนุน Patreon ของเรา อีธานได้ประพันธ์หนังสือสองเล่ม Beyond the Galaxy และ Treknology: วิทยาศาสตร์ของ Star Trek จาก Tricorders ถึง Warp Drive