Mapa digital de elevação de estratos de sedimentos formados em um fundo de lago há cerca de 220 milhões de anos, perto do dia atual Flemington, NJ O leito de lago foi posteriormente inclinado para que sua seção transversal agora fique voltada para o céu. As seções roxas são sulcos - restos de sedimentos duros e comprimidos formados quando o clima estava úmido e o lago era profundo; secções esverdeadas alternadas são áreas mais baixas feitas de sedimentos mais sujos e desgastados dos tempos de secagem. Cada par representa 405.000 anos. Grupos de cordilheiras na parte inferior da imagem manifestam um ciclo separado de 1,7 milhão de anos que hoje cresceu para 2,4 milhões de anos. A área de 40 milhas quadradas é dissecada por partes dos modernos rios Raritan e Neshanic (azul). (Imagem LIDAR pelo US Geological Survey; colorização digital por Paul Olsen)
Quando se trata de compreender a história do Sistema Solar, um monte de pistas para o seu passado estão nos registros geológicos aqui mesmo na Terra. Novas pesquisas se estendem por cerca de 200 milhões de anos usando o que os cientistas chamam de Orçamentos Geológicos.
Você provavelmente já viu um orrery antes - é um daqueles modelos mecânicos do Sistema Solar, onde o Sol e os planetas giram como um relógio - mas, neste caso, os cálculos estão sendo estendidos para o Universo real, em vez de um modelo de desktop.
O objetivo do novo estudo é juntar os movimentos dos planetas que remontam a centenas de milhões de anos, usando os registros deixados nas rochas da Terra para julgar a inclinação planetária, a atração gravitacional e outros aspectos da complexa dança cósmica de nossos corpos. Vizinhança.
O pensamento é que os dados geológicos nos ajudam a ser mais específicos em nossas medições de como o Sistema Solar parecia há milhões de anos - uma maneira de cortar o caos, a variabilidade e a incerteza envolvidas nas matemáticas de modelagem do Sistema Solar.
"O Oratório Geológico é o oposto de uma equação ou modelo", diz o líder da equipe , geólogo e paleontólogo Paul Olsen, da Universidade de Columbia, em Nova York. "Ele foi projetado para fornecer um histórico preciso e preciso do Sistema Solar.
"Nós temos essa história aqui mesmo na Terra, a partir da história de nossos climas, que está registrada no registro geológico, especialmente em grandes lagos de vida longa."
Subjacente a este Orçamento Geológico está a ideia de que pequenas variações no Sistema Solar têm um impacto em cada parte dele. A órbita e a orientação do eixo da Terra estão sempre sendo levemente alteradas pelos movimentos de nossos vizinhos celestes - mudanças tecnicamente conhecidas como ciclos de Milankovitch .
Paul Olsen em um dos locais de estudo no Parque Nacional da Floresta Petrificada do Arizona. (Kevin Krajick / Instituto da Terra)
Esses ciclos afetam o relacionamento do nosso planeta com o Sol - assim, se nossos registros geológicos mostrarem a distribuição da luz do sol atingindo a Terra e o estado de nosso clima ao longo do tempo, seria possível trabalhar para trás para descobrir as posições de outros planetas também.
As técnicas atuais de modelagem só podem traçar os movimentos anteriores do nosso Sistema Solar para um período de cerca de 60 milhões de anos, portanto, poder voltar 200 milhões de anos é um grande salto em nossa compreensão - e a Geological Orrery está apenas começando.
"O que é novo aqui é a abordagem sistemática de obter núcleos de rocha que abrangem dezenas de milhões de anos, observando o registro sedimentar cíclico do clima e datando com precisão essas mudanças em vários locais", diz Olsen .
"Isso nos permite capturar toda a gama de deformações conduzidas pelo Sistema Solar de nossa órbita e eixo por longos períodos de tempo."
Usando antigos sedimentos extraídos do Arizona e Nova Jersey, a equipe foi capaz de detectar um ciclo na órbita da Terra com duração de 1,75 milhões de anos, além dos ciclos menores identificados no trabalho anterior dos pesquisadores.
Esse grande ciclo parece ter se alongado na era moderna, e mudanças entre a Terra e seu vizinho Marte poderiam explicá-lo - prova da Orologia Geológica em ação.
"Os ciclos mais curtos são praticamente os mesmos hoje, mas o ciclo de 1,75 milhão de anos está muito distante - hoje são 2,4 milhões de anos", disse uma das integrantes da equipe , a geoquímica Jessica Whiteside, da Universidade de Southampton, no Reino Unido.
"Acreditamos que esta diferença é causada por uma dança gravitacional entre a Terra e Marte e representa uma impressão digital do caos do sistema solar."
O Oráculo Geológico pode ser usado para testar outros conjuntos de dados e modelos de espaço, e pode eventualmente ser útil no exame de algumas das regras fundamentais do Universo - a teoria geral da relatividade e da matéria escura de Einstein , por exemplo, ou qualquer coisa onde a gravidade desempenhe um papel crucial. Função.
Também pode ser útil para ajudar a identificar planetas que já existiram em nosso Sistema Solar, mas que desapareceram desde então. No entanto, ainda é cedo na pesquisa, e muitas das suposições por trás do novo Geological Orrery ainda estão para ser testadas.
O próprio Olsen tem trabalhado na ideia há mais de 30 anos e tem grandes planos para o Geological Orrery: mais núcleos de rochas tomadas em mais locais ao redor da Terra ajudariam a preencher algumas lacunas em nosso conhecimento.
E com mais dados, deve ser possível testar a precisão do Orrery em relação aos dados que já temos sobre as interações planetárias - incluindo os efeitos da gravidade mencionados anteriormente nos movimentos de Marte e da Terra.
"Isso seria uma prova completa do conceito do Geological Orrery", diz Olsen . "Eu planejo certamente estar por perto para isso."
A pesquisa foi publicada no PNAS .
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