Leven (3)
(Mega)inslagen en hun invloed op evolutie van het leven op aarde. In Vesta 78 is de evolutie van het aardse leven vanaf het eerste begin (± 4 miljard jaar geleden) besproken. Uiteraard was de invloed van de zon (bijna) alles bepalend. Ja, bijna, de vraag is of er nog andere invloeden vanuit het heelal een rol gespeeld hebben. Nu is de (beruchte) inslag van een meteoriet (van 10 km doorsnee!) 65 miljoen jaar geleden, waardoor o.a. de dinosauriërs zouden zijn uitgestorven, overbekend. Het staat in alle leerboeken, maar dit denkt men pas 'te weten' sinds 1991 (toen een krater was gelokaliseerd die het bewijs van deze inslag moest zijn). Over de gevolgen -en dus de betekenis- van deze (overbekende) inslag wordt echter nog steeds danig geruzied. Zie hierover bijlage 2 Maar hoe dacht men in vroeger tijden over kosmische invloeden ? Al sinds de oudheid verwijzen mythen (o.a. uit de Edda), mythologie (o.a Phaeton, zoon van zonnegod Helios) en Bijbelse verhalen (Openbaring van Johannes 8:8 en 9:1) naar verwoestende vloedgolven (zondvloed) en vuurreuzen die zich naar beneden storten. (zie hierover bijlage 3) De Franse naturalist Cuvier (1769-1832) predikte de catastrofenleer (catastrofisme): Grote en verschrikkelijke, niet te verklaren gebeurtenissen zijn verantwoordelijk voor sprongsgewijze veranderingen in de evolutie van flora en fauna. Midden 19e eeuw verwierp Leyll (1797-1875) deze gedachte: Alle grote evolutionaire veranderingen zijn gradueel (geleidelijk) dus geen kosmische invloed (actualisme). Tijdgenoot Darwin was ook aanhanger van dit dogmatisch actualisme. Inslagkraters als gevolg van mega-inslagen van grote boliden (meteorieten, planetoïden, komeetkernen) werden niet als zodanig onderkend en gezien als resultaten van vulkanische uitbarstingen. Zo werd een krater (met een middellijn van 1,2 km) in Arizona eerst Barringtonkrater genoemd en beschouwd als gevolg van een vulkanische eruptie Pas toen men ontdekte dat de krater 25000 jaar geleden ontstaan was door de inslag van een ijzermeteoriet (van miljoen ton) werd ze omgedoopt tot de Meteor Crater. De (nog veel grotere) Ries-depressie (24km) bij Stuttgart werd ook eerst gezien als gevolg van vulkanisme. Later bleek dat ze gevormd was door de inslag van een meteoriet van 1 km (massa 3 miljard ton). Reden tot dit (nu dus achterhaalde) actualisme was ook dat de meeste (vooral oudere) inslagkraters door atmosferische omstandigheden (erosie) aan het zicht onttrokken zijn. Vooral door de ruimtevaart (vanaf 19 57, spoetnik!) met zijn planetaire exploratie en aardse satellietwaarnemingen worden inslagen (kraters en depressies) nu als een gevolg van inslagen van boliden geaccepteerd.
.
Figuur 1. Meteor Crater 4
In feite toch 'een beetje dom' (zou Maxima zeggen) van de overigens toch wel slimme astronomen. Je hebt geen ruimtevaart nodig om te zien dat de oppervlaktes van Maan, Mercurius en ook Mars (resp met geen of een zeer ijle atmosfeer) bezaaid zijn met kraters ! [Fig. 2)] Venus is bedekt met een dicht wolkendek, dus optisch is oppervlak onzichtbaar. M.b.v. radar [Zie Vesta 75 pg. 5] is het oppervlak toch in kaart gebracht. Hieruit waren ook kraters te zien [Zie Fig. 3)] Hoe paradigmata objectieve natuurwetenschappelijke waarneming kunnen blokkeren ! De laatste 50 jaar is men dus naarstig op zoek gegaan naar (niet meer zichtbare) inslagkraters. Belangrijk is het mechanisme van een dergelijke inslag te weten Kosmisch puin dringt met snelheden van 20 a 60 km/s de atmosfeer binnen. Door wrijvingswarmte wordt dit zeer sterk verhit. Klein puin verbrandt geheel voor dat het de aarde kan treffen, het licht daarbij sterk op (meteoren). Grotere stukken kunnen in de atmosfeer in kleinere brokstukken uiteenvallen en alsnog geheel verbranden (vuurbollen) of treffen wel de aarde (met een snelheid des te groter naarmate het brok groter is). Bij grotere (nauwelijks afgeremde) lichamen wordt bij de inslag de kinetische energie plotseling omgezet in thermische energie: De meteoriet explodeert en verdampt, een inslagkrater wordt gevormd met (als vuistregel) Figuur 2 Een gedeelte van het oppervlak van een diameter 20 maal de diameter van de de Maan. De krater Copernicus met zijn omge- inslaande bolide. Een (zeer) groot lichaam laat een vacuümslurf achter zich. Hierin kan een ving. Naar een foto van de sterrenwacht te groot deel van stof en gruis, ontstaan bij inslag, Mount Wilson. ontsnappen en op grote afstanden (duizenden km) strooivelden van tektieten vormen. Tektieten zijn glasobjecten met gestroomlijnde vorm: Door de enorme hitte bij de inslag smolt gesteente (en koelde later dus tot deze lichamen af). IJzermeteorieten bevatten veel iridium en zo ontstaan karakteristieke iridiumlaagjes. Met behulp van deze tektieten en iridiumlaagjes kan men dus proberen inslagkraters op te sporen. Ook satellietwaarnemingen spelen een belangrijke rol. Inmiddels zijn er vele honderden ontdekt, de oudste is de Vredefortkrater in Z-Afrika (140 km, 1,97 miljard jaar oud) de jongste de Ilumetsykrater (Estland, 80 m 2000j oud). Bekend zijn vijf periodes van massaal uitsterven (zie ook Vesta 78 pg. 8) waarvan de laatste 65 miljoen jaar geleden. De periodes daarvoor zijn 230 miljoen jaar of langer geleden. In 1979 uitte Alvarez het vermoeden (uit gevonden iridiumlaagjes en strooivelden) dat 65 miljoen jaar geleden een reusachtige Figuur 3 Voor zover wij we- meteoriet (of komeet) de aarde had getroffen. Deze inslag kon de ten is Mead de grootste in- oorzaak zijn van het massaal uitsterven (65 miljoen jaar terug). slagkrater op Venus. Mead Inderdaad werd in 1991 een grote meteorietkrater gevonden van heeft een doorsnede van bijna 300 km op een diepte van ± 1000 meter, in Mexico, in de ondergrond van het plaatsje Chicxulub ! De meteoriet had een 280km. De krater bestaat uit diameter van ± 10 km en een massa van 10 biljoen ton. De een aantal concentrische explosieve kracht was vergelijkbaar met die van 4 miljard ringen, net zoals grote inlag- atoombommen ! Gezien het beschreven scenario hierboven zal de atmosfeer (maanden)lang (sterk) verduisterd (en verontreinigd) kraters op Aarde. geweest zijn (met alle gevolgen van dien !
5
(Bijna) tegelijkertijd zijn er nog twee inslagen bekend (zie bijlage 1). Toeval ? Of is de meteoriet in drie brokstukken uiteengereten ? Denk bv aan de inslag, juli 1994 op Jupiter. Toen werd de inslaande meteoriet ook in meerdere stukken verscheurd. Vrij recent (begin 2004) denkt men de resten van een 190 km grote onderzeese krater te hebben gevonden die het gevolg zou zijn van de inslag van een 10 km grote bolide. De krater zou ongeveer 250 miljoen jaar geleden gevormd kunnen zijn en derhalve de oorzaak van het massale uitsterven in die tijd. (25% van het zee- en 80% van het landleven verdween toen !) Er zijn ook diverse strooivelden (zie bijlage 1) ontdekt waarvan de herkomst (nog) onduidelijk is. In Zweden zijn grote hoeveelheden (100 x meer dan normaal) meteorietmateriaal van 480 miljoen jaar oud gevonden. In Argentinië werden strooivelden van 480.000 jaar oud gevonden. Is het toevallig dat veel strooivelden ± 10.000 jaar geleden gedateerd zijn. Misschien het gevolg van een -tijdelijk- kosmisch bombardement ? Het is duidelijk dat hoe groter de inslaande meteoriet (en dus ook effecten ervan), hoe zeldzamer de gebeurtenis. Meteorieten met een omvang van ± 10 km slaan gemiddeld 1 maal per 100 miljoen jaar in. Niet onvermeld mag blijven het verschijnsel dat zich 30 juni 1908 voordeed boven de Tunguska-rivier in Siberië. Ooggetuigen (tot op 500 km afstand) zagen een enorme vuurbol aan de hemel die in helderheid de zon overtrof. Tot in Europa lichtte de hemel op. Hevige windvlagen, bodemtrillingen en een brullend geluid zaaide paniek tot op 1500 km afstand. Het woud sloeg over een oppervlakte van 1500 vierkante km plat (etc ). [Zie afb. 4)] Pas in 1927 (!) trok een expeditie het ontoegankelijk en onbewoonde gebied binnen. Een inslagkrater werd niet gevonden (!) Waarschijnlijk is een komeetfragment of een brosse steenmeteoriet op ± 8 km hoogte geëxplodeerd (en verdampt). Vermoedelijk is de bolide een onderdeel van de Tauriden, een zwerm afkomstig van de komeet van Encke die elk jaar (tussen 24 juni en 6 juli) aard-(en maan)baan kruist. Een monnik heeft op 25 juni 1178 vuurverschijnselen op de maan waargenomen. De aangegeven locatie komt overeen met de (opvallend jonge) Giordano Brunokrater (21 km t.g.v. inslag van bolide van 1 km). Deze Bruno is op de brandstapel terecht gekomen wegens Copernicaanse opvattingen ! Hoe groot is de kans op een explosie, vergelijkbaar met Tunguska ? Niet schrikken !: Per 5000 jaar 17x met kracht van 12,7x met kracht van 30 en 1x met kracht van 800 megaton! Dus gemiddeld 1x per 250 jaar. De inslagfrequentie was -uiteraard- kort na de vorming van de aarde (zie ook Vesta 78 pg. 7) het hevigst met een maximum tussen 3,9 en 4,1 miljard jaar terug. De pas gevormde aardkorst verdween daardoor weer Figuur 4 Meteoriet geheel en werd de aarde (weer) een hete vloeibare bol. Daarom zijn de oudst gevonden 'levenstekenen' niet ouder dan ± 4 miljard jaar. Hoe groot is de kans om door een mega-inslag getroffen te worden ? Berichten over (mega)catastrofen van (heel) vroeger te lezen is wel leuk en aardig, maar actueel is natuurlijk de klemmende vraag: kan dat ons nu ook nog overkomen ? Je kunt gelovig zijn en denken aan het lied 'Wat de toekomst brengen moge, mij geleidt des Heren hand' (gezongen tijdens mijn trouwdienst), maar een beetje 'bijsturen' van deze hand Gods kan geen kwaad, toch ? Dat inslagen van grote boliden (ook nu) kunnen voorkomen blijkt uit bovenstaande vermelding van een inslag op de maan (1178) en zeer recentelijk van die op Jupiter (1994). Nu worden er nog steeds inslagen op de maan waargenomen (van meestal kleinere Figuur 5 De explosie van meteorieten van ± 10 cm) een uit de ruimte binnen- De banen van ± 1100 planetoïden en 30 komeetkernen (beide dringende bolide op acht groter dan 1 km) kruisen de aardbaan ! kilometer hoogte boven het Deze banen variëren onder invloed van de zwaartekracht van (andere) lichamen (zoals zon, aarde en maan). woudgebied van de Tunguska-rivier in Siberië blies over 1500km2 alle bomen omver. 6
Weliswaar is 60% van de Figuur 6 De banen van vijftig grote aardbaan-snijdende aardoppervlak water en het planetoïden op 30 juni 1991. overige land is voor meer dan de O p een geologische helft onbewoond, maar toch. tijdschaal is de kans op een Zoals we boven lazen komen botsing bijzonder groot, mega-inslagen (10 km boliden) maar op menselijke schaal is (gemiddeld) 1x per 100 miljoen het risico door een meteoriet jaar voor maar boliden van de te worden getroffen te verorde van de Tunguska-komeet 1x waarlozen, per 250 jaar. Was deze niet in Siberië maar bv in de provincie Utrecht terechtgekomen, we hadden dit stukje waarschijnlijk niet gelezen ! [NB In 1996 bleek het geen komeet maar een meteoriet te zijn (die op 10 km hoogte volledig uit elkaar spatte]. Nu krioelt het in ons zonnestelsel van kosmisch puin van (zeer) groot (10 km of meer) tot (zeer) klein. Twee maal per jaar kunnen we meteoorzwermen waarnemen als zg. 'vallende sterren' , de wat grotere (tot enkele kilo's) treffen (als meteorieten) de aarde. [Zie afb. 5)] Vuurbollen. Vrij grote brokstukken kunnen als 'vuurbollen' waargenomen worden. Ze verbranden meestal geheel voordat ze de aarde treffen, zoals de Tunguska meteoriet. Bij het Los Alamos National Laboratory staan microfoons voor infrageluid om geheime kernproeven op te sporen. Deze kunnen ook binnendringende meteoren/meteorieten waarnemen waarbij vaak ook vuurbollen ontstaan. Recent waargenomen vuurbollen: Tijdstip
Plaats
dec
Honduras
1996
Bijzonderheden
Een krater van 50 m
23-04-2001
USA
een brok van 4 m
23-07-2001
USA
helder als de zon.
Oostenrijk
500 kg
6-04-2002
Effect
Een explosie van 8000 ton TNT
(waarvan 30 kg de aarde bereikte)
Aardscheerders (Near Earth Asteroids). Aardscheerders zijn (vrij grote) boliden (groter dan 200 m) die 'vlak langs de aarde' scheren (d.w.z. op minder dan. 8 miljoen km). De kans dat ze de aarde treffen is buitengewoon klein maar toch niet nul. Daarom is er een semi-automatisch zoeksysteem LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research) om ze -liefst tijdig!- op te sporen (en zo mogelijk voor de eventuele inslag te vernietigen).. In 2001 waren er al 550 aardscheerders met een diameter groter dan 1 km ontdekt (maar volgens schattingen moeten het er wel 1250 zijn). Veel hebben een inclinatie van ± 23º en behoren tot de Phocea- en Hungaria families. NB ± 20 % van de aardscheerders is dubbel. [Zie fig.. 6)]
7
Overzicht gepasseerde aardscheerders: Tijdstip
Afstand km.
Afmeting Opmerkingen
12-03-2002
464.000
±
14-06-2002
120.000
± 100m
2003
?
18-03-2004
7.000 (!)
31-03-2006 juni
1,2km
42.000
18-03-2004
30m
20-30m 5-10m
3.4000.000
1,5-3km
432.000
600m
2006
van dit formaat passeren jaarlijks enkele 10–tallen op die afstand. eventuele inslag vergelijkbaar met inslag in Siberië (1908) voorlaatste van dit formaat op deze afstand was in 1994 aanvankelijk ontstond enige commotie, inslagkans bleek later nul van dit formaat passeert er een per 2 jaar op deze afstand deze afstand is een record voor een dergelijke grootte
Maar ..(interessanter voor ons!), welke inslagen van hoe groot kunnen we met welke kans verwachten !? Tijdstip
Vermoedelijke afstand
grootte/effect inslag/ bijzonderheden
kans op inslag
2029
35.000 km
gebied zoals Frankrijk wordt verwoest
vrijwel nihil
2036
?
270m dezelfde planetoïde
1 op 45.000
2039
en later
1,5km baan tamelijk chaotisch
niet nul
2012
zeer kort?
500m massa miljard ton inslag 10.000 megaton
1 op 10.000(!)
[Lit. zie o.a. 5)] Bijlage 1.
Overzicht van bekende en/of onderzoek naar 'in'slagen:
Tijdstip plaats maal duizend jaar
gevolg
naam krater
afmeting krater afmeting massa me- kracht meteoriet teoriet explosie
± 2.000.000 Canada
Sudbury
200km
1.970.000
Z- Afrika
Vredefort
250km
480.000
Zweden
250.000
Australië
65.000
Mexico
±65.000
NB: 1 miljoen ton TNT =40 atoombommen
strooivelden 190km
±10km
Chicxulub
±300km
±10km
10biljoen ton
Iowa
Mansion
35km
±65.000
Siberië
Popigay
20-100km (litteratuur vermeldt 2 verschillende waarden
±35.000
Maryland
Chesapeake
90km
14.800
Bij Stuttgard
Rieddepressie
24km
±1km
3 miljard ton
7000
Ind.Oceaan strooivelden
480
Argentinië
strooivelden
8
5 miljard atoombommen
25
Arizona
±10
Polen
strooivelden
Tijdstip in jaren
plaats
gevolg
±9.550
Groenland
±9.500
zee bij Australië
±9.4000
Tirol
2.000
Estland
30-06-1908 Siberië
Meteor
1200 m
miljoen ton
naam krater
afmeting krater afmeting massa me- kracht meteoriet teoriet explosie
Ilumetsy
80m
Tunguska meteoriet
±80m
200000 ton
10-20 megaton TNT
[Lit. zie o.a. 5)] Bijlage 2. Waar of niet waar ? Het is al vaker gezegd. 'Weten'schap is betrekkelijk. De geleerde 'heren' zijn het lang niet altijd met elkaar eens. (Denk bv aan de controverse tussen Hoyle -steady state- en de gevestigde oerknal theorie, Vesta 30) Neem nu de beroemd/beruchte inslag van 65 miljoen jaar terug waarbij de Dinosauriërs (ja dat spreekt de mens aan !) zouden zijn uitgestorven. In 1981 al voorspeld, na 1991 , na vondst van de Chicxulub-krater 'algemeen' aanvaard. Het staat in alle leerboeken. Toch duikt in dit geval weer de controverse tussen catastrofisten (Smit cs) en de actualisten (Keller, Harting) op. Deze laatsten keren zich dus tegen de 'gevestigde orde' (en dat is gevaarlijk, in Science worden ze al geweerd). Uiteraard kunnen Keller (cs) de krater niet ontkennen, maar bestrijden het tijdstip: De inslag vond 300.000 jaar eerder plaats, de dinosauriërs zouden toch wel uitgestorven zijn, met als oorzaak zeer grote vulkaanuitbarstingen (2 miljoen kubieke kilometer basa1t, 1/2 miljoen jaar voor K/T grens) in India waarbij de z.g. Deccan Traps, een gebergte in NW India, gevormd zijn Dit vulkanisch geweld veroorzaakte uitstoot van geweldige hoeveelheden stof en broeikasgassen waardoor de zee temperatuur 4- en de landtemperatuur 8 graden opwarmde met alle klimatologische veranderingen van dien. NB: Dinosauriërs spreken tot de verbeelding, voor evolutiebiologen zijn foraminiferen veel interessanter. Dit zijn eencellige organismen, extreem gevoelig voor klimaatveranderingen. Wie heeft gelijk ? Zelf ben ik aanhanger van Smit (Jan Voet is een Kelleriaan !) [Lit. zie 3)] Bijlage 3. Over mythen, sagen, Latijnse schrijvers en de Bijbel. I De Edda verhaalt hoe 'de vuurreus Surft zich uit het hemelgewelf naar beneden stortte, begeleid door een schare (andere) vuurreuzen. Overal om hem heen schoot vuur op uit de gebarsten aarde. Rotsen vergruizelden, mensen vielen dood neer en de aarde schudde onder het geweld van de aanstormende horde' II Lucretius schrijft (in zijn 'de rerum natura Liber V, 366-369'): 'Maar ook is het heelal niet als leegheid zelf, en evenmin ontbreken voorwerpen die zich soms toevalligerwijs uit de oneindige ruimte verzamelen en onze wereld als een woeste orkaan teisteren' III a) De openbaring van Johannes 8:8 :En de tweede engel blies de bazuin en er werd iets als een grote berg brandend vuur in zee geworpen en het derde deel van de zee werd bloed en het derde deel van de schepselen in zee die leven hadden, stierf en het derde deel van de schepen verging 9
III b) De openbaring van Johannes 9:1 en 2 : En de vijfde engel blies de bazuinen ik zag een ster op de aarde gevallen en ..en haar werd de sleutel van den put des afgronds gegeven. En zij opende de put des afgronds en er steeg rook op uit den put als rook van een groten oven: en de zon en het zwerk werden verduisterd door den rook van de put. [Lit. zie 2)] In alle drie gevallen hebben we duidelijk te maken met beschrijvingen van catastrofen zoals in Siberië (in 1908) ?. Per duizend jaar zouden deze enkele keren kunnen voorkomen. Laatste nieuws ! In Vesta 78 pg. 7 werd vermeld dat volgens computersimulaties de maan vermoedelijk is ontstaan uit de aarde door de inslag van een brok ter grootte van Mars. Sinds kort is daar een ––spectaculaire !- nieuwe hypothese aan toegevoegd: de maan ––ook uit de aarde ontstaan –– is het gevolg van een uit de hand gelopen kernreactie ! Deze zou plaats gevonden hebben in de zg D”–laag (tussen kern en mantel). Hierin bevonden zich toentertijd zulke grote hoeveelheden Uranium en Thorium dat ––plaatselijk- een z.g. ‘‘georeactor” is gevormd De temperatuur nam daardoor lokaal plotseling toe tot ± 13.000 graden waardoor het omliggende gesteente gasvormig werd. De gevormde gasbel duwde de bovenliggende mantel en korst naar buiten De uitgestoten brokstukken en het meegezogen gas vormden een ring om de aarde. Hieruit zou dan de maan zijn ontstaan. [Lit. zie IV)] Literatuurverwijzingen: I. Priem Doelwit aarde Natuur & Techniek Dec. 1993 pg 965-975 II. Priem Herinnering aan de Apocalyps NRC 24/11/94 III. Wat doodde de dino's ? Natuur & Techniek juli 2006 pg 22-31 IV. N. W & T. dec. 2007 De dag dat de aarde een maan baarde. V. G.Beekman enkele artikelen in NRC VI. En verder 21 artikelen uit het Informatieblad uit de nr's 233(10/96 ) t/m 354(10/07) In het volgend VESTA nummer gaan we ons bezighouden met de (klemmende en intrigerende) vraag: Hoe is het eerste leven op aarde ontstaan ? Heiloo november 2009 Jaap Kuyt
10
