Drugi Księżyc Ziemi, a największe wymieranie w historii Ziemi

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Drugi Księżyc Ziemi, a największe wymieranie w historii Ziemi Zygmunt Zawisławski Wiesław Kosek Seminarium CBK, 3 listopad 2005

Slide 3

Zmiany długości doby ziemskiej IERS wyznaczone z obserwacji nowoczesnych technik geodezji kosmicznej m s LODR LOD 0 .0 0 4 EO PC 04 0 .0 0 2 0 .0 0 0 1965 1970 1975 1980 1985 y e a rs 1990 1995 2000 2005

Slide 5

Długość doby Ziemskiej na podstawie badań paleontologicznych mln. lat Ilość dni Długość w roku doby [godz] Prędkość kątowa 10-5[1s] 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 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 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 Literatura 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

Slide 6

Ilość dni w roku w funkcji czasu 430 420 d 2 0 .1 3 6 t 3 4 7 .2 6 i l o œæ d n i w r o k u 410 400 390 d 1 0 .0 7 t 3 6 5 .2 4 380 370 360 0 100 200 300 la ta [m ln ] 400 500 600

Slide 7

Czas przecięcia się prostych oraz błąd dla t 270mln lat d1 a1 t b1 dla t 270mln lat d 2 a2 t b2 2 t o t o a1 a 2 a1 a 2 a1 a 2 2 b1 b1 b2 b2 b1 to a 2 a1 2 b2 b1 b2 to 270 17 mln lat 2

Slide 8

Prędkość kątowa Ziemi w funkcji czasu 8 .5 p r ê d k o œæ k t o w a Z i e m i [ 1 s e k 1 0 E - 5 ] 8 .4 8 .3 8 .2 8 .1 8 .0 7 .9 2 ( 0 .0 0 2 7 2 t 6 .9 )E -0 5 [1 s ] 7 .8 7 .7 1 (0 .0 0 1 3 3 t 7 .2 7 )E -0 5 [1 s ] 7 .6 7 .5 7 .4 7 .3 7 .2 0 100 200 300 la ta [m ln ] 400 500 600

Slide 9

Prędkość kątowa Ziemi oraz jej zmiana dla t 270mln lat 1 1t o1 1 d 1 8 1 1t o1 1.33 10 [ ] t dt s m ln lat dla t 270mln lat 2 2t o 2 2 d 1 8 2 2 t o 2 2.72 10 [ ] t dt s m ln lat

Slide 10

Zmiana przyśpieszenia kątowego Ziemi w funkcji czasu [1 0 E - 8 ( s m ln la t) ] p r z e œp i e s z e n i e k t o w e 3 .5 3 .0 2 2 .7 2 E -8 2 .5 2 .0 1 .5 1 1 .3 3 3 E -8 1 .0 2 6 0 m ln la t 0 .5 0 .0 0 100 200 czas 300 400 t [m ln la t] 500 600

Slide 11

α Fx Fxp Mx

Slide 12

Siła hamująca prędkość obrotową Ziemi przez drugi Księżyc dla t 270mln lat N1 Fo Rz 1 J z dla t 270mln lat N 2 ( Fo Fx ) Rz 2 J z FS FK Fo Fx 1.46 2 1 FK 1 FS 0.46 FK M K M z Rz rK3 M x M z Rz Fxp 2G rx3 Mx MK FKp 2G Fxp Fx sin a x FKp FK sin aK 2 1 Fx Fo 1 a x aK Fx M x rK3 FK M K rx3 rK rx 3 2 1 1.46 1

Slide 13

Masa i gęstość drugiego Księżyca rx M x 1.46M K rK Granica Rochea: z rx 1.4 R z x 3 2 1 1 1 3 z M x 4 x rK 384400 270 103.8cm rok 374140km Rz rK 3 2 1 M K 1 x (2.0 3.6) g cm 3 M x (2.23 3.18) 1018 kg Rx (53 79.3)km

Slide 14

Zmiany masy satelity Mx od jego gęstości ρx 8E18 m a s a s a te lity [k g ] 7E18 6E18 5E18 4E18 3E18 2E18 1E18 0E0 1 2 3 4 5 6 g ê s t o œæ s a t e l i t y [ g c m 3 ] 7 8 9

Slide 15

Procent wymierań gatunków w ciągu ostatnich 545 mln lat

Slide 16

Chronologia największego wymierania w historii Ziemi i czas upadku drugiego Księżyca Ziemi Datowanie największego wymierania 244-265 mln. lat mln. lat 240 250 260 270 280 Najbardziej prawdopodobne datowanie wymierania i upadku drugiego Księżyca 260 5.5 mln. lat Datowanie upadku drugiego Księżyca 254-288 mln. lat 290

Slide 17

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 Rochea.

Slide 18

Rozmieszczenie kraterów na kontynencie Pangea po upadku dużego ciała około 250 mln lat temu.

Slide 19

Zmiany stężenia izotopów tlenu, węgla i strontu w morzu

Slide 20

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 4.3E08 5.0E08 S S o 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

Slide 21

Zależność logarytmu z procentu zniszczonej powierzchni Ziemi od promienia padającego asteroidu 0 .0 -1 .0 lo g [ d S S o ] -2 .0 -3 .0 -4 .0 -5 .0 -6 .0 -7 .0 -8 .0 -1 .0 -0 .5 0 .0 0 .5 lo g R [k m ] 1 .0 1 .5

Slide 22

Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu mv12 2 Ek 1 R13 v12 2 3 1 R2 R1 2 m2 v 22 2 Ek 2 R23 v 22 2 3 1 3 1 3 1 2 v1 R2 R1 v2 23 1 v1 R1 R2 v2 23 v1 v2 23

Slide 23

Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu Promień zastępczy [km] Procent wymierania [] 0 5 6.6 13 37 0 40 50 75 98.3 100 W ln 100 0 -0.51 -0.69 -1.39 -4.075

Slide 24

Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu 0 .0 ln [1 0 0 -W 1 0 0 ] -1 .0 -2 .0 -3 .0 -4 .0 -5 .0 0 10 20 R 30 40

Slide 25

W [ ] Zniszczenie powierzchni Ziemi w zależności od promienia padającego asteroidu 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 W 100[1 exp( kR)] 0 5 10 15 20 R [k m ] gdzie k 0.11[1 km] 25 30 35 40

Slide 26

Wnioski Na 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 [1km], przy prędkości padającego asteroidu i jego gęstości .

Slide 27

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 Earths most severe extinction event, with about 90 percent of all marine species and 70 percent of terrestrial vertebrate species going extinct.

Slide 28

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 Earths 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 Moons rotation so that it was synchronous with its orbital period.