Cometas y Asteroides.
En el presente blog, se narrará una introducción con base a los Cometas y Asteroides adentrándonos profundamente en su creación, formación.
Introducción.
En ocasiones, la vida en la tierra puede parecer tan compleja que olvidamos nuestra pequeñez en el universo. Aprendemos física y química a lo largo de nuestras vidas académicas para construir puentes o controlar reactores químicos sin preocuparnos por cualquier cosa fuera de nuestro conocimiento hasta que, de repente, un descubrimiento, un suceso o un documental nos devuelve la conciencia sobre lo que realmente es complejo: las dinámicas que constituyen nuestro universo y cómo eso podía afectarnos incluso de formas catastróficas.
Los cometas y asteroides están muy relacionados entre ellos, ya que su origen yace en los escombros sobrantes de la fundación de nuestro sistema solar. De esta manera, se tiene como entendido que el estudio de este tipo de cuerpos celestes es muy importante para nuestra civilización, ya que en ellos podemos encontrar las respuestas sobre la formación de nuestro universo y así tener un conocimiento más vasto sobre la naturaleza cósmica que nos rodea. Paralelamente a esto, conocer la naturaleza de este tipo de objetos espaciales puede conducirnos a la respuesta sobre el origen del planeta Tierra, ya que en su composición se pueden encontrar moléculas que probablemente existieron en nuestro sistema solar originalmente. De esta forma, al tener este tipo de información se puede instaurar el punto de partida necesario para reedificar y descubrir el misterioso camino con el que inició la vida en nuestro planeta.
Origen de los planetas, asteroides y cometas.
Los planetas se formaron a través de múltiples colisiones entre asteroides. Después de la formación de los planetas, las colisiones disminuyeron, pero no pararon de manera absoluta. De hecho, fue una colisión entre un asteroide y Júpiter fue el detonante del interés de la humanidad en desarrollar planes de evasión de choques de asteroides contra la Tierra, pues, aunque se sospecha que estos fueron los que trajeron los materiales volátiles y orgánicos (que permitieron la formación de cuerpos acuosos y la tierra como la conocemos) e incluso la vida, los efectos de un choque en la actualidad podrían ser devastadores.
Origen del universo.
La teoría mas aceptada sobre la creación del universo es la del Big Bang, que sugiere que el universo se
creo a partir de una sola explosión hace 10 mil o 20 mil millones de años, a una temperatura increíblemente
alta y en cuestión de apenas segundos. Según las investigaciones que le dan paso a esta teoría, el universo
no ha parado de expandirse desde entonces, pues las investigaciones muestran que la mayoría de objetos en
el universo se están alejando del centro gravitatorio del mismo. Algunos de los principios fundamentales de
esta investigación vienen de la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein que relacionan cómo la materia y la energía deforman el espacio-tiempo para producir gravedad, al igual que sus investigaciones posteriores
que incluyen una constante cosmológica que ha sido causante de polémica dentro de la comunidad científica
pues el mismo Einstein se retractó de ella en años posteriores sin imaginar que volvería a ser una duda que
persiguiera a los científicos.
A partir de este punto los descubrimientos, aunque han logrado resolver muchas dudas iniciales, dejan inquietudes mayores sobre la capacidad de expansión del universo y sus consecuencias; desde el descubrimiento
de la radiación de fondo cósmica las teorías sobre la expansión del universo se dividieron en tres modelos
fundamentales: el universo estándar ( hay un límite para la expansión del universo, cuando termine simplemente se congelaría en su lugar), el universo abierto (podría expandirse infinitamente) y el universo cerrado
(colapsaría en algún punto).Para el Dr. William Percival de la Universidad de Edimburgo, director de un
grupo de cosmólogos dedicados a la teoría del universo estándar, la mayor parte de la materia del universo
reside en nubes invisibles de materia oscura, las cuales contienen partículas elementales del big bang que
pueden componer incluso galaxias enteras. La expansión reciente del universo propone que la energía oscura
compone un 72,5 por ciento de la materia que lo compone y es análoga a una fuerza repulsiva o antimateria.
Impactos de
meteoritos y cometas con tierra
Relatos de testigos oculares describen muchos eventos tales como bolas de fuego en el cielo que registran la entrada de un meteorito en la atmósfera de la Tierra, a la enorme explosión sobre Tunguska, Siberia, en 1908que arrasó miles de millas cuadradas (km) de árboles, y crearon ondas de choque atmosféricas que viajaron alrededor del mundo.Se han propuesto muchas teorías para el evento de Tunguska, el más favorecido de los cuales es el impacto de un fragmento de cometa con la Tierra. Fragmentos de meteoritos se recuperan regularmente de lugares como las capas de hielo de la Antártida, donde los objetos rocosos en la superficie no tienen lugar para venir más que el espacio.
La mayoría de los meteoritos que chocan con la Tierra se originan en el cinturón de asteroides, situado entre las órbitas de Marte y Júpiter. Hay al menos un millón de asteroides en este cinturón con diámetros mayores de 0,6 millas (1 km), 1.00040 asteroides y meteoritos con diámetros mayores de 19 millas (30 km), y 200 con diámetros mayores de 62 millas (100km). Se cree que estos son restos de un pequeño planeta que fue destruido por un gran evento de impacto, o quizás fragmentos de material rocoso que no se fusionaron en un planeta, probablemente debido a los efectos gravitacionales del cercano planeta masivo de Júpiter. La mayoría de los científicos están a favor de la segunda hipótesis, pero reconocen que las colisiones entre asteroides se han separado de un gran cuerpo para exponer un núcleo y manto planetario que ahora se conserva en el cinturón de asteroides.
Se ha reclasificado como un gran objeto del cinturón de Kuiper. Los cometas pueden ser menos comunes cerca de la Tierra que los meteoritos, pero todavía pueden golpear a la Tierra con graves consecuencias. Se estima que hay más de un billón de cometas en nuestro sistema solar. Dado que son más ligeros que los asteroides, y tienen composiciones ricas en agua y carbono, muchos científicos han especulado que el impacto cometario puede haber traído agua, la atmósfera e incluso vida a la Tierra.
Inventario de cráteres de impacto en la tierra
Se conocen cráteres de impacto en todos los continentes, incluida la Antártida. Se han cartografiado y descrito varios cientos de cráteres de impacto en detalles por geólogos, y algunos patrones sobre la morfología, forma, y el tamaño de los cráteres han surgido de estos estudios. Las más variaciones obvias en el estilo y tamaño del cráter están relacionadas con el tamaño del impacto del meteorito, pero otras variaciones dependen de la naturaleza del lecho de roca o la cubierta, el ángulo y la velocidad del impacto, y lo que impactó era, ya sea roca o hielo. Los impactos son conocidos de todas las edades, y se conservan en varios estados de erosión y entierro, lo que permite el estudio de los muchos niveles diferentes de cráteres, y una mejor comprensión de los tipos de estructuras y rocas producidas durante los impactos.
Impacto Mecánica de cráteres y consecuencias
La colisión de meteoritos con la Tierra produce cráteres de impacto, que generalmente son depresiones circulares en forma de cuenco. Hay más de 200 estructuras de impacto conocidas en la Tierra, aunque los procesos de meteorización, la erosión, el vulcanismo y la tectónica sin duda han borrado muchos miles más. La luna y otros planetas muestran densidades mucho mayores de cráteres de impacto, y dado que la Tierra tiene una atracción gravitacional mayor que la luna, debería haber sido golpeada por muchos más impactos que la luna.
Los cráteres de impacto de meteorito tienen una variedad de formas, pero son de dos tipos básicos. Los cráteres simples son cráteres circulares en forma de cuenco con rocas alrededor de sus bordes, y generalmente tienen menos de tres millas (5 km) de diámetro. Se cree que fueron producidos por impacto con objetos. menos de 100 pies (30 m) de diámetro. Los cráteres complejos son más grandes, generalmente más de dos millas (3 km) de diámetro. Tienen un pico elevado en el centro del cráter y tienen una serie de anillos concéntricos alrededor del núcleo excavado del cráter. El estilo del cráter de impacto depende del tamaño del impacto meteoro, la velocidad a la que golpea la superficie, y en menor medida la geología subyacente y el ángulo en el que el meteoro golpea la Tierra. La mayoría de los meteoritos golpean la Tierra con una velocidad de entre 2,5 y 25 millas por hora.
Los cráteres de impacto de meteorito tienen una variedad de formas, pero son de dos tipos básicos. Los cráteres simples son cráteres circulares en forma de cuenco con rocas alrededor de sus bordes, y generalmente tienen menos de tres millas (5 km) de diámetro. Se cree que fueron producidos por impacto con objetos. menos de 100 pies (30 m) de diámetro. Los cráteres complejos son más grandes, generalmente más de dos millas (3 km) de diámetro. Tienen un pico elevado en el centro del cráter y tienen una serie de anillos concéntricos alrededor del núcleo excavado del cráter. El estilo del cráter de impacto depende del tamaño del impacto meteoro, la velocidad a la que golpea la superficie, y en menor medida la geología subyacente y el ángulo en el que el meteoro golpea la Tierra. La mayoría de los meteoritos golpean la Tierra con una velocidad de entre 2,5 y 25 millas por hora.
El cuerpo del meteorito y una gran parte del terreno en el sitio fueron derretidos repentinamente por ondas de choque del impacto, que liberaron aproximadamente el doble de energía que la erupción del monte Saint Helens. La mayoría de los impactos generan tanto calor y presión de choque que todo el meteorito y una gran cantidad de la roca que golpea se derriten y se vaporizan. Las temperaturas pueden exceder miles de grados en una fracción de un segundo a medida que las presiones aumentan un millón de veces la presión atmosférica durante el paso de la onda de choque. Estas condiciones hacen que la roca en el sitio del impacto para acelerar hacia abajo, hacia afuera y luego él rebote en el suelo y toneladas de material se disparan hacia afuera y hacia arriba en la atmósfera.
Tunguska, Siberia, 30 de junio de 1908
El 30 de junio de 1908, una gran explosión sacudió un área muy remota del centro de Siberia cerca de Podkamennaya (Bajo Pedregoso) Tunguska. River, en un área ahora conocida como Krasnoyarsk Krai en Rusia. Después de años de estudio y debate, ahora se piensa que esta gran explosión fue producida por un fragmento del cometa Encke que se desprendió del cuerpo principal, y explotó en el aire a unas seis millas (10 km) sobre las llanuras de Siberia. La madrugada del 30 de junio de 1908 fue testigo de una enorme bola de fuego en forma de tubería que se movía a través de los cielos de Siberia, hasta que a las 7:17 a.m. explosión sacudió el área de Tunguska y devastó más de 1.160 millas cuadradas (3,000 kilómetros cuadrados) de bosque. Se estima que la fuerza de la explosión fue de 10 a 30 megatoneladas (9,1 a 27 megatoneladas), y se cree que fue producido por la explosión, seis millas (10km) sobre la superficie de la Tierra, de un asteroide o cometa con un diámetro de 200 pies (60 m). La equivalencia energética de esta explosión fue cerca de 2000 veces la energía liberada durante la explosión del Bomba atómica de Hiroshima. Se liberó más energía en la ráfaga de aire que el impacto y los terremotos sólidos, demostrando que el cuerpo impactante de Tunguska explotó en el aire.
Durante mucho tiempo, uno de los mayores acertijos en Tunguska fue la ausencia de un cráter de impacto, a pesar de todas las demás pruebas que apuntan a un origen del impacto para este evento. Muchos científicos piensan ahora que un un trozo de cometa, el cometa Encke, se desprendió del cuerpo principal mientras orbitaba la Tierra cercana, y este fragmento entró en la atmósfera de la Tierra y explotó alrededor de cinco a seis millas (8-10 km) sobre las llanuras de Siberia en Tunguska. Este modelo fue iniciado por el astrónomo eslovaco L’ubor Kresák (1927-1994), siguiendo las sugerencias anteriores del astrónomo británico F. J.W. Whipple (1876-1943) en la década de 1930 de que el bólido (un nombre para cualquier objeto no identificado que entre en la atmósfera del planeta) en Tunguska puede haber sido un cometa. Otros científicos sugieren que el bólido puede ha sido un meteorito, ya que los cometas son más débiles que los metálicos o pedregosos meteoritos, y se rompen y explotan más fácilmente en la atmósfera antes de que golpeen la superficie de la Tierra. Si el bólido de Tunguska era un cometa, probablemente se habría roto más alto en la atmósfera. En cualquier caso, Los cálculos muestran que, debido a la rotación de la Tierra, si el impacto explosión ocurrió sólo 4 horas y 47 minutos después, la ciudad de Saint Petersburgo (Leningrado) habría sido completamente destruida por la ráfaga de aire. Explosiones de aire de meteoritos o cometas en desintegración El tamaño de la explosión de Tunguska ocurre aproximadamente una vez cada 300 años en la Tierra, mientras que explosiones más pequeñas, del tamaño de las bombas nucleares caídas en Japón, ocurren en la atmósfera superior aproximadamente una vez al año.
Todos los árboles del bosque siberiano en un área del tamaño de una gran ciudad fueron arrasados por la explosión de Tunguska, que afortunadamente fue despoblado en ese momento. Sin embargo, mil renos pertenecientes a la Según los informes, la explosión mató a personas evenki de la zona. El patrón de árboles caídos indica que el proyectil viajó desde el sureste hacia el noroeste cuando explotó. La altura de la explosión sobre Tunguska es aproximadamente la altura óptima para que una explosión de aire inducida causar el máximo daño a las áreas urbanas.
Todos los árboles del bosque siberiano en un área del tamaño de una gran ciudad fueron arrasados por la explosión de Tunguska, que afortunadamente fue despoblado en ese momento. Sin embargo, mil renos pertenecientes a la Según los informes, la explosión mató a personas evenki de la zona. El patrón de árboles caídos indica que el proyectil viajó desde el sureste hacia el noroeste cuando explotó. La altura de la explosión sobre Tunguska es aproximadamente la altura óptima para que una explosión de aire inducida causar el máximo daño a las áreas urbanas.
Si el área estaba densamente poblada en el momento del impacto que al menos 500.000 personas habrían muerto. A pesar de la magnitud y el significado de este evento, la región de Tunguska era muy remota y no se organizaron expediciones científicas al área para investigar la explosión, hasta 1921, 13 años después del impacto, e incluso entonces la primera expedición sólo llegó a las franjas de la zona afectada. La primera expedición científica fue dirigida por un geólogo llamado Leonid Kulik (1883-1942), quien estaba buscando meteoritos a lo largo del río Podkamennaya – Tunguska cuenca, y escuchó historias de la gente local sobre la explosión gigante que sucedió en 1908, y que la explosión había derribado árboles, voló los techos de las cabañas, derribó a la gente e incluso causó algunos que la gente se volviera sorda por el ruido. Kulik luego convenció al gobierno ruso de que era necesario montar una expedición en el núcleo remoto del área de la explosión de Tunguska, y esta expedición alcanzó el núcleo de la zona de explosión en 1927. Kulik y su equipo encontraron grandes extensiones de árboles quemados, pero no pudieron localizar ningún cráter de impacto.
Chocando con la superficie de la Tierra. La inusual iluminación nocturna fue informó de toda Europa y Rusia occidental, mostrando el alcance de la corriente de polvo en la atmósfera. A medida que la bola de fuego del estallido aéreo de Tunguska se movía a través de la atmósfera, las temperaturas en el centro de la bola de fuego eran extremadamente calientes, estimado en 30 millones de grados Fahrenheit (16.6 millones de grados Celsius). En el suelo, los árboles fueron quemados y chamuscados, y cubiertos. Los incendios forestales devastaron el área, pero típicamente solo quemó la superficie exterior de muchos árboles, como si los fuegos fueran un destello de calor abrasador de corta duración. El tipo de cuerpo que explotó sobre Tunguska ha sido el foco de mucha especulación e investigación.
Una de las ideas principales es que el impacto fue causado por un cometa que explotó en la atmósfera por encima de Tunguska, una teoría promovida por F. J. W. Whipple en una serie de artículos de 1930-1934. En la década de 1960, se encontraron pequeñas esférulas de sílice y magnetita que representan derretimientos de una fuente extraterrestre en muestras de suelo de Tunguska, lo que confirma que un cometa o meteorito había explotado sobre el sitio. Análisis adicional de los registros del airblast. indicó que hubo varias ondas de presión registradas por el evento. El primero fue el tipo asociado con la rápida penetración de un objeto. a la atmósfera, y al menos tres ráfagas sucesivas registraron la explosión de un cometa probablemente fragmentado a unas seis millas (10 km) sobre la superficie. Ha habido otras explosiones reportadas, o posibles explosiones, de meteoritos sobre la superficie de la Tierra, creando ráfagas de aire desde el Evento de Tunguska, aunque ninguno ha sido tan espectacular. El 13 de agosto 1930, un cuerpo estimado en aproximadamente un 10 por ciento del tamaño del Tunguska bólido explotó sobre el río Curuçá en el área de Amazonas en Brasil, pero la documentación de este evento es pobre. El 31 de mayo de 1965, una explosión con la fuerza equivalente a 600 toneladas (544 toneladas) de TNT se liberó ocho millas (13 km) sobre el sureste de Canadá, y aproximadamente 0,4 onzas (1 gramo) de material de meteorito se recuperaron de este evento.
Cráter Barringer, Arizona
El cráter Barringer, en Arizona, constituye uno de los mejores ejemplos de lo que un meteorito puede hacer al impactar contra la Tierra. Es uno de los cráteres de impacto más famosos y visitados de los Estados Unidos, es la primera estructura que fue aceptado casi universalmente por la comunidad científica como una estructura de impacto de meteorito. El cráter tiene 75 millas (1,2 km) de ancho y tiene una edad de 49.000 años antes del presente.
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Cráter del meteorito Barringer |
El principal proponente del modelo de impacto de meteoritos fue Daniel Barringer (1860-1929), un ejecutivo de una empresa minera, quien Argumentó durante años contra el poderoso jefe del Servicio Geológico de los Estados Unidos, Grove K. Gilbert (1843-1922), quien argumentó que el cráter era una característica volcánica. Durante años, Daniel Barringer estuvo perdiendo la discusión porque en su modelo, el cráter debería haber estado sustentado por un depósito masivo de hierro y níquel del meteorito, que nunca se encontró ya que el meteorito fue vaporizado por el calor y la energía del impacto. Sin embargo, en 1930 se habían obtenido suficientes otras pruebas del origen del cráter.
El cráter Barringer es un cráter pequeño y tiene un contorno aproximadamente poligonal que está parcialmente controlado por zonas débiles (fracturas y uniones) en la roca subyacente. El lecho rocoso de la zona es sencillo, formado por una cubierta de aluvión, sustentada por la fina piedra arenisca Triásica Moenkopi, aproximadamente 300 pies (90 m) de la piedra caliza Pérmica Kaibab y 900 pies (270 m) de la arenisca Pérmica Coconino. El borde del cráter mide 45 m (148 pies) más alto que la superficie del desierto circundante, y el suelo del cráter se encuentra 328 pies (100 m) más bajo que la elevación promedio del desierto circundante.
El borde del cráter esta compuesto por lechos de material que originalmente llenaron el cráter y fueron arrojados o expulsados durante el proceso de impacto. Los lechos en las rocas del borde están fragmentados y brochados, y toda la secuencia que estaba en el cráter ahora esta boca abajo en el borde. Los lechos subyacentes se giran hacia arriba a medida que se acerca al cráter, reflejando esta poderosa flexión y vuelco que ocurrió
cuando las rocas del interior fueron arrojadas al borde por el impacto. Aunque la gran masa de hierro y níquel que Daniel Barringer buscado en la base del cráter no existe, se han recolectado miles de pequeños fragmentos de meteoritos alrededor del borde exterior del cráter, a una distancia de hasta cuatro millas (7 km) del cráter.
Los suelos alrededor del cráter, a una distancia de hasta seis millas (10 km) está impregnado de polvo de meteorito, lo que sugiere que el meteorito impactante fue vaporizado tras el impacto, y los escombros se asentaron alrededor del cráter en una nube de polvo gigante. Estimaciones del tamaño del meteorito que golpeo según sobre la cantidad de escombros de meteoritos encontrados son unas 12.000 toneladas (10.884 toneladas).
Hay muchos otros indicadores del origen del impacto del cráter. La brecha o fragmentación generalizada del borde y la presencia de esquisto rico en hierro debido a la meteorización del meteorito es constante con origen de impacto. Más importante aun, hay altas temperaturas vasos y minerales conservados que se forman durante las altas presiones de impacto de meteorito. En algunos lugares, la roca se ha derretido hasta el impacto. vasos que requieren presiones y temperaturas de choque. En el cráter Barringer se han encontrado minerales que solo se forman a presiones muy altas. Estos incluyen fases de cuarzo de alta presión conocidas como coesita y stishovita, y también pequeños diamantes formados por altas presiones asociadas al impacto.
Impacto de Chicxulub y Cretácico-Terciario, extinción masiva.
El registro geológico de la vida en la Tierra muestra que ha habido varios sucesos repentinos que llevaron a la extinción de grandes cantidades de tierra y especies marinas en un intervalo de tiempo muy corto, y muchas de ellas se cree que fue causado por el impacto de meteoritos con la Tierra.
Muchos de los limites entre los periodos de tiempo geológico se han seleccionados en base a estos eventos de extinción masiva. Algunas de las principales extinciones incluyen la de los periodos Cretácico y Terciario, marcando el limite entre las Eras Mesozoica y Cenozoica. A este límite, hace 66 millones de años, dinosaurios, amonitas, las especies de reptiles marinos y una gran cantidad de invertebrados marinos murieron repentinamente, y el planeta perdió alrededor del 26 por ciento de todas las familias biológicas y numerosas
especies. En el limite entre el Pérmico y Periodos Triásico (que también es el limite entre el Paleozoico y Eras mesozoicas) Hace 245 millones de años, el 96 por ciento de todas las especies se extinto. Muchas de las formas de vida distintivas de la era Paleozoica se perdieron, incluyendo los corales rugosos, trilobites, muchos tipos de braquiópodos y organismos marinos, incluidas muchas especies de foraminíferos. Hay varios otros ejemplos de extinciones masivas, incluido uno en el límite entre los períodos Cámbrico y Ordovícico hace 505 millones de años, donde más de la mitad de todas las familias desaparecieron para siempre.
Estas extinciones masivas tienen varias características comunes que apuntan a un origen común. Los impactos han sido implicados como la causa de muchos de los eventos de extinción masiva en la historia de la Tierra. Se han encontrado otras características que apoyan el origen del impacto para las extinciones masivas.
Uno de los más importantes es la presencia de algunos minerales de alta presión formados a presiones no alcanzables en las capas exteriores de la Tierra. La presencia de equivalentes minerales de alta presión de cuarzo, incluyendo coesita, stishovita y una presión extremadamente alta.
El impacto en Chicxulub fue devastador de forma local y global en el medio ambiente. El impacto golpeo cerca de la ruptura entre el continental lateral y el talud continental, por lo que expulsó enormes cantidades de polvo en la atmosfera de la plataforma, y causó una gran masa del continente lateral para colapsar en el Golfo de México y Caribe. Esto a su vez generó uno de los tsunamis más grandes conocidos en la historia
del planeta. Este tsunami fue de miles de pies (cientos de m) de altura en la península de Yucatán y todavía
tenía 165-330 pies (50-100 m) de altura como barrió la actual costa de Texas, llegando lejos tierra adentro. A medida que el impacto excavó el cráter en Chicxulub, probablemente en menos de un segundo, el meteorito fue vaporizado y expulsado enormes cantidades de polvo, vapor y cenizas a la atmósfera. Cuando este material volvió a entrar en la atmosfera alrededor del planeta, habría sido calentado a temperaturas incandescentes, encendiendo incendios forestales globales y superficies de calentamiento rápido y aguas. Al mismo tiempo, se generaron ondas sísmicas, se estimaron haber alcanzado magnitudes de 12 o 13 en escala de Richter abierta. Esto es más grande que cualquier terremoto conocido desde entonces, y han dado lugar a ondas sísmicas que elevaron y dejó caer la superficie del suelo por cientos a mil pies (hasta 300 m) a una distancia de 600 millas (965 km) del cráter. El impacto generó enormes cantidades de polvo y partículas que habrían sido atrapado en la atmosfera durante meses después el impacto, junto con las cenizas del mundo incendios. Esto bloquearía la luz solar resultante en condición de hielo en todo el planeta. Contrarrestar este efecto es la producción y el lanzamiento de grandes cantidades de dióxido de carbono por vaporización de
rocas carbonatadas durante el impacto, lo que habría ayudó a inducir un calentamiento del clima por efecto invernadero que podría haber durado décadas.