Asteroideneinschlag. Wie groß muss es sein, um die Plattentektonik global zu beeinflussen?

Plattentektonik funktioniert so nicht.

Die Tatsache, dass die Erdkruste in Platten zerbrochen ist, ist nicht das, was die Plattentektonik antreibt. Der Treiber ist die Hitze des Erdkerns, die Konvektionszyklen im Erdmantel* verursacht, und diese Bewegung zieht die dünne, zerbrechliche Kruste mit sich.

Ein Mangel an Tektonik bedeutet, dass der Planet unter den Punkt abgekühlt ist, an dem großräumige Bewegungen im Mantel möglich sind. Um sie neu zu starten, müssen Sie den Planeten wieder aufheizen, was einen massiven, planetenzerstörenden Schlag bedeutet. Wenn Sie die Dinge länger als ein paar Zehntausend Jahre in Bewegung halten wollen, müssen Sie eine Wärmequelle hinzufügen, was auf geologischer Ebene bedeutet, dass der Asteroid erheblich radioaktiver sein muss als der Planet, der getroffen wird.

*oder, wenn Sie die Randansicht bevorzugen, die Hitze des Erdkerns verursacht isolierte Wolken aus sich bewegendem Material im Mantel.

Ich werde unten über die Erde sprechen, aber da Sie "einen erdähnlichen Planeten" sagen, betrachten Sie das nur als platzsparende Maßnahme.

Nehmen Sie einen erdähnlichen Planeten mit ungefähr der gleichen Größe, Zusammensetzung und Schwerkraft.

...

Riesige (sagen wir 500 Kilometer Durchmesser) Asteroideneinschläge.

Nun, wie es im Film heißt , oh Scheiße – da geht der Planet.

Ein Einschlagskrater ist:

eine ungefähr kreisförmige Vertiefung in der Oberfläche eines Planeten, Mondes oder eines anderen festen Körpers im Sonnensystem, die durch den Hochgeschwindigkeitsaufprall eines kleineren Körpers auf die Oberfläche entsteht.

Der "annähernd kreisförmige" Teil bedeutet, dass per Definition ein mehr oder weniger frontaler Zusammenstoß erforderlich ist, damit sich ein Einschlagskrater bildet. Sie können den Zielkörper nicht einfach "kratzen", auch wenn das als Einschlag zählt, denn dann entsteht eher eine sehr langgestreckte Scherung als eine kreisförmige Vertiefung, die somit kein Einschlagskrater ist, sondern etwas anderes. Dies scheint ein Ereignis auszuschließen, das dem ähnlich ist, das in der Giant Impact-Hypothese des Ursprungs des Mondes beschrieben wird , da dieser Körper nicht direkt auf die Erde aufschlug, sondern eher an der Oberfläche entlangschrammte. Ausleihe von der ehemals verlinkten Seite:

Computersimulationen zeigen, dass ein Streifschlag erforderlich ist, der dazu führt, dass ein Teil des Colliders einen langen Materialarm bildet, der dann abschert. Die asymmetrische Form der Erde nach der Kollision führt dann dazu, dass sich dieses Material auf einer Umlaufbahn um die Hauptmasse absetzt. Die Energie, die mit dieser Kollision verbunden ist, ist beeindruckend: Billionen Tonnen Material wären verdampft und geschmolzen worden. In Teilen der Erde wäre die Temperatur auf 10.000 °C (18.000 °F) gestiegen.

In unserem heutigen Sonnensystem scheint Saturns Mond Mimas ein vernünftiger Vergleichspunkt zu dem zu sein, was Sie vorschlagen . Mimas hat einen Durchmesser von knapp 400 km und einen Einschlagskrater ( Herschel ) von 130–140 km Durchmesser. Zitieren der Wikipedia-Seite zu Mimas:

Wenn es auf der Erde einen Krater von gleicher Größe gäbe, hätte er einen Durchmesser von über 4.000 Kilometern (2.500 Meilen) und wäre breiter als Australien.

Ebenfalls:

[Der Herschel-Krater] ist so groß, dass Astronomen ihre Überraschung darüber zum Ausdruck brachten, dass Mimas durch den Einschlag, der ihn verursachte, nicht zerschmettert wurde.

Ich sehe keine Schätzungen zur Größe des Einschlagskörpers, aber es ist wahrscheinlich sicher, dass er viel kleiner war als der resultierende Krater. Wenn wir nett spielen und sagen, dass der Einschlagskörper halb so groß war wie der resultierende Krater (er war wahrscheinlich ein ganzes Stück kleiner als dieser), macht das den Einschlagskörper ungefähr 70 km im Durchmesser. Was Sie vorschlagen, ist ein Aufprall eines Körpers in der Größenordnung des Zehnfachen dieser Größe.

Dies ist Mimas, der Herschel der Cassini-Sonde zeigt (Bild mit freundlicher Genehmigung der NASA, Foto-ID PIA12570 ):

Ein Einschlag eines solchen Asteroiden auf der Erde würde unter dieser Annahme zu einem Krater mit einem Durchmesser von tausend Kilometern führen. Eine vernünftigere Schätzung ist wahrscheinlich ein Faktor von zehn, was bedeutet, dass der Krater, wenn die Erde überleben würde, einen Durchmesser in der Größenordnung von 5000 km haben würde.

Der Durchmesser der Erde beträgt etwas weniger als 13000 km.

Unter diesen Annahmen würde der Krater mehr als ein Drittel des Erddurchmessers ausmachen, vergleichbar mit Herschel im Vergleich zu Mimas. Wenn die Größenverstärkung des Kraters im Vergleich zum Einschlagkörper noch größer ist, wird der Krater, der durch einen 500-km-Körpereinschlag verursacht wird, noch größer. Ich denke, es liegt nahe, dass ein Krater mit einem Drittel des Durchmessers des Körpers, auf dem er erscheint, so groß wie möglich ist, basierend auf der Tatsache, dass wir meines Wissens nirgendwo auf der Sonne größere Krater kennen System.

Wenn die Erde einen solchen Einschlag überleben würde, stelle ich mir vor, dass die Wissenschaftler ebenso überrascht wären wie über den Herschel-Krater. (Und natürlich würde ein solcher Einschlag die Umwelt völlig verwüsten, aber Sie fragen nach der Plattentektonik.) Oder anders gesagt: Ich bezweifle, dass der Planet den Einschlag überleben würde, also kommt die Plattentektonik nicht ins Spiel .

Ich denke, Sie bewegen sich im Bereich des Möglichen. Eine Sache, die Sie beachten sollten, ist, dass Vulkane wahrscheinlich das wichtigste Geländemerkmal auf Ihrem Planeten sind, wenn Ihr Planet eine feste Platte gebildet hat (denken Sie an Olympus Mons auf dem Mars). Dein Planet wird Energie freisetzen müssen und mit einer Hülle wird dies einige ziemlich große Vulkane schaffen.

(das folgende ist meine meinung)

Um Platten wie die Erde zu bilden, ist dieser massive Einschlag fast eine Notwendigkeit. Sie brauchen eine Aufprallkraft, die groß genug ist, um die Platten auseinander zu reißen und riesige Löcher in der Kruste zu hinterlassen, auf die sich diese Platten verschieben können. Im Fall der Erde war der Aufprall groß genug, um ein Stück des Planeten herauszureißen, aus dem der Mond entstand. Es ist erwähnenswert, dass dieser Aufprall früh in der Erdbildung stattfand, als er deutlich „weicher“ war (dh in der Nähe von geschmolzener Kruste).

Das Ergebnis dieses Aufpralls ist Pangaea. Eine große Landmasse auf der gegenüberliegenden Seite des ursprünglichen Einschlags ... die andere ist ein Einschlagskrater, der zu den tiefsten Rissen im Ozean unserer Erde wird. An diesem Punkt beginnt die Pangäa auseinander zu driften. Die Wahl liegt bei Ihnen ... jung in dieser Geschichte, die Landmasse der Erde ist noch ziemlich zusammen. Wenn sie mehrere hundert Millionen Jahre vorrücken, beginnen sie zu sehen, wie diese Platten auseinanderdriften und zu eigenständigen Kontinenten werden. Je älter man den Planeten macht, desto weiter werden diese Kontinente driften müssen. Die Erde ist jetzt mehrere Milliarden Jahre hinter diesem Einschlag, und in ein paar weiteren Milliarden wird Nordamerika wieder ein Teil Asiens sein (Sie machen eine Momentaufnahme dieser Welt zu einem bestimmten Zeitpunkt, also können Sie wählen, wie weit der Pfad, aus dem dieser Schnappschuss stammt).

(Ende Meinung?)

Mit Ihrem ersten Aufprall hier ... ja, Sie werden die 'Platten' buchstäblich auseinander reißen lassen und entlang dieser 'Riß'-Linien wird Lava austreten, wie Sie vermuten.

Seien Sie sich bewusst, dass dieser Einschlag nichts weniger als ein Ereignis der totalen Auslöschung ist ... nur Leben in seinem primitivsten Zustand kann überleben und es wird viele Millionen Jahre dauern, bis dieses Leben den Punkt der Intelligenz erreichen kann.

Was die Größe betrifft ... denken Sie daran, wenn es um Asteroideneinschläge geht, spielt die Dichte eine viel größere Rolle als die Breite in KM. Ein viel dichteres, eisenähnliches Objekt muss nicht so groß sein wie ein leichteres, das aus Fels oder Eis besteht. Abgesehen davon bin ich mir wirklich nicht sicher, wie groß dieser Aufprall sein muss, obwohl ich vorschlagen würde, dass diese Kollision den Planeten ein wenig aufspalten und möglicherweise Monde erzeugen wird, um Platten auf der anderen Seite zu brechen.

Hinzugefügt: Bei einem Aufprall wie diesem ist eine Neigung durchaus zu erwarten ... sogar ein "Wackeln". Sie können sogar mit der Rotation des Planeten spielen, wenn Sie möchten ... und der Aufprall ist die führende Theorie darüber, warum sich die Venus extrem langsam und in die entgegengesetzte Richtung der Mehrheit der Planeten im Sonnensystem dreht.

Ich denke, wir haben festgestellt, dass dieses monströse Objekt verdammt groß sein muss. Sie haben vorgeschlagen, dass es einen Durchmesser von 500 Kilometern haben könnte; Lassen Sie uns die Berechnungen durchführen, um herauszufinden, was die Auswirkungen wären.

Laut Wikipedia beträgt die mittlere Geschwindigkeit eines entgegenkommenden Objekts, das die Erde trifft, etwa 22,5 km/s. Von hier aus können wir annehmen, dass der Asteroid (weil dieses Ding groß sein muss ) eine Dichte von etwa 2 Gramm pro Kubikzentimeter hat. Sagen wir auch, dass dieses Ding die Erde senkrecht trifft – dh es ist ein direkter Treffer. Wir wissen, dass die Platten etwa 100 Kilometer dick sind ; Deshalb müssen wir den Krater so tief haben, wenn wir alles in totales Chaos stürzen wollen.

Mit diesem handlichen Dandy-Rechner finden wir heraus, dass ein Einschlag mit diesen Parametern einen Krater mit einer Tiefe von 529 Kilometern und einer Breite von 2.115 Kilometern erzeugen würde. Nun , das nenne ich groß. Der durchschnittliche Radius der Erde beträgt etwa 6.370 Kilometer, was den Planeten zwar nicht in zwei Teile teilen würde, ihm aber einen verheerenden Schlag versetzen würde.

Wir können die Werte des Körpers an die von Ihnen gewünschten Ergebnisse anpassen. Wenn der Krater etwa 100 km tief sein wird, brauchen wir nur einen 80 km breiten Asteroiden, der einen Krater mit einem Durchmesser von etwa 407 km erzeugt. Das durch den Aufprall ausgeworfene Material würde sich über 874 Kilometer verteilen und eine beträchtliche Delle in einem Kontinent erzeugen.

Das ist alles nur für den Krater verantwortlich. Ich vermute, Sie bräuchten einen größeren Asteroiden, um die Art von geologischen Schäden anzurichten, die Sie vorschlagen. Aber ein Asteroid, der auch nur 80 km breit ist, würde die Erde höchstwahrscheinlich länger in einen Einschlagswinter stürzen , als er es je zuvor erlebt hat. Das Objekt, das die Dinosaurier tötete, hatte wahrscheinlich nur einen Durchmesser von etwa 10 km . Ich habe ein bisschen Angst davor, was passieren könnte, wenn ein 80 km breiter Asteroid die Erde treffen würde. Höchstwahrscheinlich, wie Sie angenommen haben, würde alles Leben ausgelöscht werden.

Es gibt einen Krater, der groß genug ist, um die Impakttheorie zu stützen. Am Nordpol. Meine Behauptung ist keine Plattentektonik, die offensichtlich vom Inneren des Erdkerns verursacht wird. Meine Behauptung ist die Energie, die derzeit am Kern und der Größe des Impaktors beteiligt ist.
Nehmen wir an, im frühen Sonnensystem gab es viele kleinere Körper dichterer Elemente aus übrig gebliebenen Supernovae aus einem nahe gelegenen Sonnensystem. Die schwersten dieser Elemente, Gold, Silber, Eisen, Platin und radioaktive Elemente, erzeugten einen Körper - Theia. Der Impaktor stürzte an der aktuellen Polposition in die Proto-Erde, kippte die Erde in ihre aktuelle Position und bohrte sich in ihrem Kern tief in die Erde ein. Die Rückprallenergien spucken genug Material aus, um den Mond zu erschaffen und einen energetisierten Erdkern zu schaffen.

Blick auf die Energien:

Ein 500 km langer felsiger Asteroid, der mit 15 km/s auftrifft, wird 8e27 Joule Energie transportieren. Der Aufprall ist langsam genug, dass praktisch keiner der Asteroiden oder seine Auswürfe der Schwerkraft der Erde entkommen wird, sodass wir dies als geschlossenes System betrachten können.

Die einfallende Energie wird nach einigen sehr enthusiastischen Landschaftsgestaltungsmaßnahmen als Wärme enden. Genug Wärme, um die Temperatur der Erde um etwa 3 Kelvin zu erhöhen. Ok, nicht genug, um globale Veränderungen der Kern- und Mantelenergien zu bewirken, obwohl die Kruste andere Meinungen dazu haben könnte. Denn der Einschlag wird einen 1,2-1,5 Kilometer hohen Tsunami in der Kruste auslösen, der den Planeten viele Male umkreisen wird.

Es wird ein globales Erdbeben mit einer Stärke von weit über 12 auslösen. Dies ist ziemlich stark genug, um kontinentalen Granit zu feinem Kies zu pulverisieren.

Dann wird das weißglühende und verdampfte Ejekta des Aufpralls auf den Planeten regnen. Von bis zu 1,5 km tiefen Trümmern in 1000 km Entfernung vom Rand des 2500 km langen Kraters bis hinab zu einer nur 25 m dicken Schicht auf der anderen Seite des Planeten. Dieses Auswurfmaterial kommt mit fast orbitaler Geschwindigkeit an und frittiert sowohl sich selbst als auch die darunter liegende Oberfläche weit über den Schmelzpunkt hinaus.

Also kurz: der Einschlag:
Grabt einen 2500km breiten, 4km tiefen Einschlagskrater.
Zerschmettert jeden festen Felsen auf dem Planeten vollständig zu Kies und
bedeckt dann diese Kiesebenen mit einer viele Meter dicken Schicht aus weißer, heißer Lava, die vom Himmel fällt.
Es bläst die Atmosphäre vollständig vom Planeten weg, nicht nur an der Einschlagstelle, sondern rundherum. Einige mögen zurückfallen, viele werden entkommen.

Positiv zu vermerken ist, dass die Tagesdauer zwar einige Minuten kürzer sein wird (all diese Berge fallen ein, Erhaltung des Drehimpulses usw.), die Achse jedoch ziemlich ungestört ist. Weniger als 1/200 Grad Abweichung in der Rotationsachse des Planeten.