Чи викликали гравітаційні припливи вимирання на Землі?

Життя на Землі пройшло довгий еволюційний шлях, який врешті-решт створив нас, нібито розумний вид, що домінує на планеті. Але не було жодного грандіозного плану чи дизайну, лише випадковість, природа та удача. Життя на Землі зазнало кількох вимирань, але піднялося, витерло пил і продовжило свій довгий шлях до складності.

Вплив Chicxulub, який знищив динозаврів і створив умови для підйому ссавців, привертає багато уваги. Але могли бути й більш тонкі події, які також призвели до вимирань. Гравітаційні припливи, що виникають внаслідок пролітів об'єктів планетарної маси або карликових планет, могли відігравати роль.

Про це свідчить нова стаття Даніеле Фаргіона, дослідницького професора з Римського університету та Оссерваторіо Астрономіко ді Каподімонте в Неаполі. Це стаття з конференції під назвою "Масові вимирання через гравітаційні припливи", яка була представлена на конференції "Багаточастотна поведінка космічних джерел високої енергії" в Палермо в червні 2025 року. Вона наразі доступна на arxiv.org.

Фаргіон зазначає, що існує достатньо доказів наявності популяції об'єктів розміром з карликові планети в зовнішній Сонячній системі, серед яких Плутон може бути найвідомішим представником. Може бути тисячі або десятки тисяч цих об'єктів на еліптичних орбітах. Гравітаційні збурення можуть відправити деякі з цих об'єктів у внутрішню Сонячну систему, де зіткнення, подібне до того, що сталося між Землею та Тією, створило Місяць. Але набагато ймовірніше, ніж прямі зіткнення, є проліти.

"Такі проходи могли залишити сильні припливні сигнатури: гігантські хвилі, великі вулканічні епізоди, регресії моря, когерентні метеорні дощі та значні кліматичні збурення," пише Фаргіон. "Ці механізми могли сприяти кільком великим біологічним масовим вимиранням за останні 600 мільйонів років, як це свідчать дивні кореляції в геологічному записі."

Фаргіон пояснює, що основні масові вимирання на Землі корелюють у часі з величезними змінами в планетарному кліматі, метеоритними ударами та величезними вулканічними виверженнями. Кореляція — це одне, але знайти остаточні зв'язки між ними складніше. "Причина цього неясна. Метеоритні удари самі по собі, вулканічні виверження самі по собі або регресії моря самі по собі не могли викликати всі основні масові вимирання," пише він.

Хоча є чимало доказів, включаючи аномалію іридію, що удар знищив динозаврів і викликав масове вимирання приблизно 64 мільйони років тому, причини інших масових вимирань не такі ясні.

Найбільше відоме вимирання сталося 251 мільйон років тому, і визначити його причину досі важко. "Але жодна аномалія іридію, жоден великий метеоритний кратер не були датовані до пермського/тріасового (P/T) масового вимирання, 251 𝑀 𝑦 тому, яке було найбільшим відомим вимиранням в історії життя, де глобальне вимирання видів становило від 80% до 95%," пояснює автор.

"Тут ми припускаємо, що припливні ефекти об'єктів планетарної маси, які проходять поблизу Землі, могли викликати всі ці події і можуть пояснити складні геологічні записи основних біологічних масових вимирань," пояснює Фаргіон.

Існує багато аномалій у внутрішній Сонячній системі, які можна віднести до пролітів, зіткнень або захоплень об'єктів планетарної маси з зовнішньої Сонячної системи. Уран нахилений на бік, і це може бути наслідком зіткнення. Тритон, найбільший місяць Нептуна, здається, є захопленим об'єктом пояса Койпера. А пізнє важке бомбардування могло бути спричинене збуреннями від проліту об'єкта планетарної маси. Сонячна система також має кілька місяців з ретроградними орбітами, особливість, яка все ще чекає на пояснення.

"Нереально думати, що Земля не була під впливом подібних подій.

"Проходження таких об'єктів поблизу Землі могло генерувати на ній гігантські припливні хвилі, великі вулканічні виверження та різкі зміни в глобальному кліматі та рівні моря," пише Фаргіон. "Більше того, проходячи через астероїди та пояса Койпера, ці об'єкти планетарної маси могли відхиляти великі метеорити та астероїди на курс зіткнення з Землею. Таким чином, візити далеких планет можуть бути загальною причиною різних катастроф, які спільно відповідали за основні біологічні масові вимирання."

Деякі докази минулих пролітів можна побачити в системі Земля-Місяць, згідно з автором. "Викопні корали показують, що швидкість зменшення кількості добових кілець під час річних циклів, тобто швидкість зменшення кількості днів у році, раптово змінилася на повільнішу швидкість наприкінці девонського періоду," пише Фаргіон. "Оскільки подовження дня викликане уповільненням обертання Землі добре відомими припливними силами Місяця, це означає, що наприкінці девонського періоду відстань між Місяцем і Землею раптово збільшилася на значну частку."

Зіткнення не могли б цього зробити, оскільки це так раптово і створило б миттєву зміну. Але проліт міг. "Таке збільшення могло бути викликане припливним впливом під час близького проходження відвідувальної планети/місяця," пояснює Фаргіон. Цей припливний вплив також міг генерувати глобальні цунамі та створювати потужні припливи, які тривали роками. Це також деформувало б кору та генерувало б припливне нагрівання в надрах планети, що могло спровокувати масові вулканічні виверження.

Ці події сталися давно, і важко оцінити, скільки пролітів було і якими були маси об'єктів. "Надійна оцінка мас і потоку відвідувальних планет/планетезималів поки що неможлива," пише Фаргіон.

Але Юпітер може дати можливість зрозуміти. Юпітер трохи нахилений на своїй осі і, здається, має невідоме джерело енергії, яке допомагає йому мати таку високу поверхневу температуру. Фаргіон розраховує, що Юпітер зазнав 16 зіткнень з об'єктами масою 0.5 маси Землі в своїй історії. "Схожі оцінки для інших планет, хоча й дають правильний порядок величини для нахилів їх обертання, є менш надійними, оскільки виведена кількість акреційованих планет занадто мала," пояснює Фаргіон. "Однак ми зазначаємо, що попередня популяція карликових планет, чотири мільярди років тому, могла бути важчою, ніж теперішня, яка в основному складається з легших карликових планет, подібних до Місяця."

Історія Сонячної системи — це головоломка, і історія Землі також є загадковою. Постійні відкриття масивних об'єктів у зовнішній Сонячній системі показують, що вони також є частиною головоломки. Якщо вони відвідували внутрішню Сонячну систему, вони могли спровокувати вимирання. І якщо це сталося в минулому, це може статися знову в майбутньому.

"Наступні уроки для нас, людей, щоб подолати такі можливі вимирання: глибоке спостереження за небом, щоб шукати найслабші джерела далеких карликових планет, і, як тільки вони будуть знайдені, попереджати про наближення подій якомога швидше," пише автор. Якщо це розміром з астероїд, спробуйте відхилити його.

Але якщо це більше, ніж астероїд, і є об'єктом планетарної маси, тоді нам потрібно підготуватися інакше. Основна небезпека, згідно з Фаргіоном, полягала б у масивних припливних хвилях, які обрушилися б на планету і тривали б роками. У цьому випадку є лише одна річ, яку ми можемо зробити.

"Запобігання може також полягати в організації, на вершинах гірських ланцюгів (на висоті 2-3 км), безпечного притулку для людей і життя для виживання таких (рідкісних, але не неможливих) подій," пише Фаргіон.

Автор також розглядає ідею, що такі проліти можуть допомогти пояснити Парадокс Фермі. "Припливне масове вимирання, його швидкість і форма, можуть також пояснити відомий Парадокс Фермі: Де всі, або чому їх ще немає тут? Відповідь може бути в тому, що життя нестабільне і короткочасне," пише автор.

"Астрофізичні припливні вимирання можуть рідше скасовувати будь-яку розвинену цивілізацію, роблячи перезавантаження життя до нижчого, первісного, тихого рівня," підсумовує Фаргіон.