Drugi Księżyc Ziemi, a Drugi Księżyc Ziemi, a największe wymieranie w największe wymieranie w
historii Ziemihistorii Ziemi
Zygmunt Zawisławski Wiesław Kosek
Seminarium CBK, 3 listopad 2005
Zmiany długości doby ziemskiejIERS wyznaczone z obserwacji nowoczesnych
technik geodezji kosmicznej
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005years
0.000
0.002
0.004LODm s L O D R E O P C 0 4
Długość doby Ziemskiej na podstawie badań paleontologicznych
mln. lat
Ilość dni w roku
Długość doby
[godz]
Prędkość kątowa 10-5[1/s]
Literatura
0
71
85
90
160
270
298
350
375
375
380
385
385
400
415
440
460
365.25
370.3
371.43
369.9
376
384.1
387.5
395
398.24
400.6
398.7
400
398.24
400
403.95
407.1
409.8
24.0
23.67
23.56
23.71
23.31
22.82
22.62
22.19
22.00
21.97
22.00
21.91
22.00
21.97
21.70
21.3
21.39
7.27
7.37
7.40
7.36
7.49
7.65
7.72
7.86
7.93
7.94
7.93
7.97
7.93
7.94
8.04
8.11
8.16
Teisser 1992
Zharkov 2002
Zharkov 2002
Tierd 2001
Teisser 1992
Teisser 1992
Teisser 1992
Tierd 2001
Teisser 1992
Zharkov 2002
Teisser 1992
Tierd 2001
Tierd 2001
Tierd 2001
Teisser 1992
Teisser 1992
Czuriumov 2003
Ilość dni w roku w funkcji czasu
0 100 200 300 400 500 600lata [mln]
360
370
380
390
400
410
420
430ilo
Ͼ d
ni w
ro
ku
d1=0.07t+365.24
d2=0.136t+347.26
Czas przecięcia się prostych oraz błąd
111latmln 270 btadtdla
222latmln 270 btadtdla 12
12
aa
bbto
2
21
2
2
21
1
2
21
2
2
21
1
bb
b
bb
b
aa
a
aa
att oo
latmln 17270 ot
Prędkość kątowa Ziemi w funkcji czasu
0 100 200 300 400 500 600lata [mln]
7 . 2
7 . 3
7 . 4
7 . 5
7 . 6
7 . 7
7 . 8
7 . 9
8 . 0
8 . 1
8 . 2
8 . 3
8 . 4
8 . 5p
rêd
koϾ
k¹t
ow
a Z
iem
i [1/
sek
10E
-5]
1=(0.00133t+7.27)E -05[1/s]
2=(0.00272t+6.9)E-05[1/s]
Prędkość kątowa Ziemi oraz jej zmiana
111latmln 270 ottdla
222latmln 270 ottdla
]ln
1[1033.1 8
111
1 latmst
dt
d
t o
]ln
1[1072.2 8
222
2 latmst
dt
d
t o
Zmiana przyśpieszenia kątowego Ziemi w
funkcji czasu
0 100 200 300 400 500 600czas t [m ln lat]
0 . 0
0 . 5
1 . 0
1 . 5
2 . 0
2 . 5
3 . 0
3 . 5
prz
eœp
iesz
enie
k¹t
ow
e
[10E-8/(s m ln la t)]
260 m ln lat
= 1.333 E-8
= 2.72 E-8
1
2
MxFxp
Fxα
Siła hamująca prędkość obrotową Ziemi przez drugi Księżyc
1
12
ox FFzzxo JRFFNtdla 22 )(latmln 270
zzo JRFNtdla 11latmln 270
oKS FFF
46.0K
S
F
F
32
K
zzKKp r
RMMGF
32
x
zzxxp r
RMMGF
1
1246.1
K
x
F
F
3
3
x
K
K
x
K
x
r
r
M
M
F
F
1
12
3
46.1
x
K
K
x
r
r
M
M
xxxp aFF sin/
KKKp aFF sin/ Kx aa
Masa i gęstość drugiego Księżyca
kgM x1810)18.323.2( 3/)6.30.2( cmgx kmRx )3.7953(
1
12
3
46.1
K
xKx r
rMM
3/1
4.1
x
zzx Rr
KK
z
x
zx M
r
RM
1
12
3
4
Granica Roche’a:
kmrokcmrK 374140/8.103*270384400
Zmiany masy satelity Mx od jego gęstości ρx
1 2 3 4 5 6 7 8 9gêstoœæ satelity [g/cm3]
0E+0
1E+18
2E+18
3E+18
4E+18
5E+18
6E+18
7E+18
8E+18
mas
a sa
telit
y [k
g]
Procent wymierań gatunków w ciągu ostatnich 545 mln lat
Chronologia największego wymierania w historii Ziemi i czas upadku drugiego Księżyca Ziemi
240 250 260 270 280 290
mln. lat
Najbardziej prawdopodobne
datowanie wymierania
i upadku drugiegoKsiężyca
260 ± 5.5 mln. lat
Datowanie upadku drugiego Księżyca 254-288 mln. lat
Datowanie największego wymierania
244-265 mln. lat
Inne wydarzenia na Ziemi około 260 mln lat temu
• około 270 mln. lat temu nastąpiło zderzenie kontynentu Sybirskiego ze wschodnią Europą
• około 270 mln. lat temu nastąpiło zderzenie Gondowy z ogromnym północnym kontynentem (ukształtowała się Pangea)
• około 250 mln. lat temu była intensywna działalność wulkaniczna [7], potwierdzona także w doniesieniach o kraterze „Bedout” z 2004 roku. Prawdopodobnie spowodowane to było zmianami w naprężeniach skorupy Ziemskiej przez siły pływowe pochodzące od drugiego Księżyca zbliżającego się systematycznie do granicy Roche’a.
Rozmieszczenie kraterów na kontynencie Pangea po upadku dużego ciała około 250 mln lat temu.
Zmiany stężenia izotopów tlenu, węgla i strontu w morzu
Zniszczenie powierzchni Ziemi przez asteroid o promieniu R
Promień Powierzchnia
zniszczenia
0.065
0.13
0.26
0.520
1.05
2.10
4.25
8.50
17.0
34.0
36.55
20
160
1300
10000
78000
560000
3600000
19000000
96000000
4.3E+08
5.0E+08
3.9E-08
3.13E-07
2.54E-06
1.96E-05
1.53E-04
1.1E-03
7.04E-03
3.7E-02
1.88E-01
0.8415
0.9785
-7.41
-6.50
-5.59
-4.71
-3.82
-2.96
-2.15
-1.43
-0.726
-0.075
-0.00945
-1.187
-0.886
-0.585
-0.283
0.021
0.322
0.628
0.929
1.23
1.531
1.563
oSS /
Zależność logarytmu z procentu zniszczonej powierzchni Ziemi od promienia padającego
asteroidu
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
log R [km]
-8.0
-7.0
-6.0
-5.0
-4.0
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
log
[dS
/So]
Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu
21
311
21
3
2
2vR
mvEk
22
322
222
3
2
2vR
vmEk
3/2
2
1
3/1
2
112
v
vRR
13/1
2
1
3/2
2
112
v
vRR
3/2
2
121
v
vRR
Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu
Promień zastępczy [km]
Procent wymierania [%]
0
5
6.6
13
37
0
40
50
75
98.3
0
-0.51
-0.69
-1.39
-4.075
100
100ln
W
Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu
0 10 20 30 40R
-5.0
-4.0
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
ln[1
00-W
/100
]
Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0R [ k m ]
01 02 03 04 05 06 07 08 09 0
1 0 0
W [
%] )]exp(1[100 kRW
]/1[11.0 gdzie kmk
WnioskiNa podstawie danych zmian ilości dni w roku w przeszłości oraz teoretycznych
obliczeń można wyciągnąć następujące wnioski:• Ziemia w przeszłości posiadała drugi Księżyc o masie i promieniu .• upadek drugiego Księżyca na powierzchnię Ziemi nastąpił około 270 ± 17
mln. lat temu. • upadek drugiego Księżyca zbiegł się z największym wymieraniem w historii
Ziemi, które miało miejsce 255 ±10 mln. lat temu. • Istnieje więc duże prawdopodobieństwo, że największe wymieranie w
historii Ziemi spowodowane było upadkiem na Ziemię drugiego Księżyca. • - najbardziej prawdopodobny czas upadku drugiego Księżyca na Ziemię jak
i najbardziej prawdopodobny czas największego wymierania miał miejsce 260 ±5.5 mln. lat temu.
• Dane literaturowe i własne obliczenia pozwoliły wyznaczyć wielkość zniszczenia powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego ciała:
gdzie - bezwzględna powierzchnia zniszczonej Ziemi , - całkowita powierzchnia Ziemi , - promień padającego asteroidu w [km] dla prędkości
• Procent wymieralności gatunków [%] w zależności od wielkości promienia zastępczego padającego asteroidu można przedstawić przy pomocy wzoru:
gdzie [1/km], przy prędkości padającego asteroidu i jego gęstości .
The Permian-Triassic (P-T or PT) extinction event, sometimes informally called the Great Dying, was an extinction event that occurred approximately 252 million years
ago (mya), forming the boundary between the Permian and Triassic geologic periods. It was the Earth's most severe extinction event, with about 90 percent of all marine
species and 70 percent of terrestrial vertebrate species going extinct.
Tides are caused by the difference in gravity between the centre and the surface of the Earth, so they appear on both the near and far side of the Earth. Consider the force due to the Moon on a mass m at the near surface of Earth compared to the force at the center of the Earth. The length of the day is gradually increasing , and the Moon is moving farther away , due to tidal friction. This is because friction drags the tides ahead of the Earth-Moon line. The Moon exerts a stronger forces on the nearer bulge, slowing the Earth's rotation. By the same effect the nearer bulge exerts a force on the Moon, speeding it up in its orbit around the Earth. The same (stronger) process long ago slowed the Moon's rotation so that it was synchronous with its orbital period.