Кристаллы циркона, найденные в земной коре, могут хранить свидетельства прохождения Солнечной системы через спиральные рукава Млечного Пути. К такому выводу пришла группа исследователей, сравнившая карты распределения атомарного водорода в галактике с химическими отпечатками древних минералов. Эта работа предлагает новый взгляд на то, как космические процессы могли влиять на геологическую историю нашей планеты.
Астрономы используют излучение атомарного водорода на длине волны 21 сантиметр для картирования структуры Млечного Пути, поскольку эти радиоволны проникают через космическую пыль, что позволяет раскрывать его спиральные рукава. Эти рукава являются волнами уплотнения, через которые Солнечная система периодически проходит по мере своего обращения вокруг галактического центра.
Ученые предположили, что эти прохождения могли оказывать влияние на Землю. Для проверки этой гипотезы они обратились к цирконам — чрезвычайно прочным минералам, которые формируются в магме и способны сохранять информацию на протяжении миллиардов лет. Изотопный состав кислорода в этих кристаллах выступает в роли трассера, указывающего на условия их образования.
Новое исследование напрямую сопоставило записи изотопов кислорода в цирконах с картами плотности атомарного водорода вдоль траектории движения Солнечной системы. Результаты выявили поразительную корреляцию: периоды повышенной вариативности изотопного состава цирконов совпадают с моментами пребывания нашей системы в спиральных рукавах галактики, для которых характерна более высокая плотность водорода.
Одно из возможных объяснений этой связи заключается в том, что при прохождении через плотные спиральные рукава гравитационные возмущения потревожили далекое облако Оорта — гигантское скопление ледяных тел на окраине Солнечной системы. Это могло направлять кометы во внутренние области системы, увеличивая частоту их столкновений с Землей. Мощные удары, в свою очередь, вызывали геологические потрясения, плавили породы и оставляли следы в земной коре, которые и фиксировались в цирконах.
Таким образом, крошечные кристаллы циркона, часто размером не больше песчинки, могут служить уникальным архивом, хранящим летопись не только земных, но и галактических событий. Это открытие расширяет наше понимание сил, формирующих планетарную эволюцию, и позволяет предположить, что для полного понимания истории Земли нам, возможно, необходимо обращать взгляд дальше в космос, на структуру нашей галактики.