Uma massa grande e em movimento rápido que atinja a Terra seria certamente capaz de causar um evento de extinção em massa. No entanto, tal teoria exigiria fortes evidências de impactos periódicos, que a Terra parece não ter. Crédito da imagem: Don Davis / NASA.

As extinções em massa são periódicas? E nós somos devidos por um?

65 milhões de anos, um impacto destruiu 30% de toda a vida na Terra. Alguém poderia ser iminente?

"Aquilo que pode ser afirmado sem evidência, pode ser descartado sem evidência." -Christopher Hitchens

Há 65 milhões de anos, um asteróide maciço, com cerca de cinco a dez quilômetros de diâmetro, atingiu a Terra a velocidades superiores a 32.000 quilômetros por hora. Após essa colisão catastrófica, os gigantes gigantes conhecidos como dinossauros, que dominaram a superfície da Terra por mais de 100 milhões de anos, foram exterminados. De fato, cerca de 30% de todas as espécies existentes atualmente na Terra na época foram exterminadas. Não foi a primeira vez que a Terra foi atingida por um objeto tão catastrófico e, dado o que está lá fora, provavelmente não será a última. Uma idéia que é considerada há algum tempo é que esses eventos são realmente periódicos, causados ​​pelo movimento do Sol através da galáxia. Se for esse o caso, poderemos prever quando o próximo está chegando e se estamos vivendo um tempo de risco severamente aumentado.

Ser atropelado por um pedaço gigante de detritos espaciais velozes é sempre um perigo, mas o perigo era maior nos primeiros dias do Sistema Solar. Crédito da imagem: NASA / GSFC, BENNU'S JOURNEY - Bombardeio Pesado.

Sempre existe o risco de extinção em massa, mas a chave é quantificar esse perigo com precisão. Ameaças de extinção em nosso Sistema Solar - do bombardeio cósmico - geralmente vêm de duas fontes: o cinturão de asteróides entre Marte e Júpiter e o cinturão de Kuiper e Oort nuvem além da órbita de Netuno. Para o cinturão de asteróides, a suspeita (mas não a certa) origem do assassino de dinossauros, nossas chances de ser atingido por um objeto grande diminuem significativamente com o tempo. Há uma boa razão para isso: a quantidade de material entre Marte e Júpiter se esgota ao longo do tempo, sem mecanismo para reabastecê-lo. Podemos entender isso observando algumas coisas: sistemas solares jovens, modelos iniciais de nosso próprio sistema solar e mundos sem ar sem geologias particularmente ativas: a lua, mercúrio e a maioria das luas de Júpiter e Saturno.

As vistas de alta resolução de toda a superfície lunar foram tiradas recentemente pelo Lunar Reconnaissance Orbiter. As maria (as regiões mais jovens e escuras) são claramente menos crateras que as montanhas lunares. Crédito da imagem: NASA / GSFC / Arizona State University (compilado por I. Antonenko).

A história dos impactos em nosso Sistema Solar está literalmente escrita nas faces de mundos como a Lua. Onde estão as montanhas lunares - os pontos mais leves - podemos ver uma longa história de pesadas crateras, que remonta aos primeiros dias do Sistema Solar: mais de 4 bilhões de anos atrás. Existem muitas crateras grandes com crateras cada vez menores: evidência de que houve um nível incrivelmente alto de atividade de impacto desde o início. No entanto, se você observar as regiões escuras (a maria lunar), poderá ver muito menos crateras no interior. A datação radiométrica mostra que a maioria dessas áreas tem entre 3 e 3,5 bilhões de anos, e mesmo isso é diferente o suficiente para que a quantidade de crateras seja muito menor. As regiões mais jovens, encontradas em Oceanus Procellarum (a maior égua da lua), têm apenas 1,2 bilhão de anos e são as menos crateradas.

A grande bacia mostrada aqui, Oceanus Procellorum, é a maior e também uma das mais jovens de toda a maria lunar, como evidenciado pelo fato de ser uma das menos crateradas. Crédito de imagem: espaçonave NASA / JPL / Galileo.

A partir dessa evidência, podemos inferir que o cinturão de asteróides está ficando cada vez mais escasso com o tempo, à medida que a taxa de crateras cai. A principal escola de pensamento é que ainda não o alcançamos, mas em algum momento, nos próximos bilhões de anos, a Terra deverá experimentar seu grande ataque final de asteróide final e, se ainda houver vida no mundo, a última extinção em massa evento decorrente de tal catástrofe. Hoje, o cinturão de asteróides representa menos perigo do que nunca.

Mas a nuvem de Oort e o cinturão de Kuiper são histórias diferentes.

O cinturão de Kuiper é o local do maior número de objetos conhecidos no Sistema Solar, mas a nuvem de Oort, mais fraca e mais distante, não apenas contém muito mais, mas é mais provável que seja perturbada por uma massa que passa como outra estrela. Crédito de imagem: NASA e William Crochot.

Além de Netuno, no Sistema Solar externo, há um tremendo potencial para uma catástrofe. Centenas de milhares - se não milhões - de grandes pedaços de gelo e rocha esperam em uma órbita tênue em torno de nosso Sol, onde uma massa passageira (como Netuno, outro objeto do cinturão de Kuiper / nuvem de Oort ou uma estrela / planeta que passa) tem o potencial para perturbá-lo gravitacionalmente. A interrupção pode ter vários resultados, mas um deles é lançá-lo em direção ao Sistema Solar interno, onde pode chegar como um cometa brilhante, mas também pode colidir com o nosso mundo.

A cada 31 milhões de anos, o Sol se move através do plano galáctico, cruzando a região de maior densidade em termos de latitude galáctica. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (da ilustração principal da galáxia), modificado pelo usuário do Wikimedia Commons Cmglee.

As interações com Netuno ou outros objetos no cinturão de Kuiper / nuvem de Oort são aleatórias e independentes de qualquer outra coisa acontecendo em nossa galáxia, mas é possível que passem por uma região rica em estrelas - como o disco galáctico ou um de nossos braços espirais. - poderia aumentar as chances de uma tempestade de cometas e a chance de um ataque de cometa na Terra. À medida que o Sol se move pela Via Láctea, há uma peculiaridade interessante de sua órbita: aproximadamente uma vez a cada 31 milhões de anos, ele passa pelo plano galáctico. Isso é apenas mecânica orbital, pois o Sol e todas as estrelas seguem caminhos elípticos ao redor do centro galáctico. Mas algumas pessoas alegam que há evidências de extinções periódicas na mesma escala de tempo, o que pode sugerir que essas extinções são desencadeadas por uma tempestade de cometas a cada 31 milhões de anos.

A porcentagem de espécies que foram extintas durante uma variedade de intervalos de tempo. A maior extinção conhecida é a fronteira Permiano-Triássica, cerca de 250 milhões de anos atrás, cuja causa ainda é desconhecida. Crédito da imagem: usuário Smith609 do Wikimedia Commons, com dados de Raup & Smith (1982) e Rohde e Muller (2005).

Isso é plausível? A resposta pode ser encontrada nos dados. Podemos observar os principais eventos de extinção na Terra, como evidenciado pelo registro fóssil. O método que podemos usar é contar o número de gêneros (um passo mais genérico do que "espécies" na forma como classificamos os seres vivos; para os seres humanos, o "homo" no homo sapiens é o nosso gênero) existente a qualquer momento. Podemos fazer isso remontando a mais de 500 milhões de anos, graças às evidências encontradas nas rochas sedimentares, permitindo ver o percentual que existia e também desapareceu em um determinado intervalo.

Podemos então procurar padrões nesses eventos de extinção. A maneira mais fácil de fazer isso, quantitativamente, é levar a transformada de Fourier desses ciclos e ver onde (se houver) os padrões emergem. Se observássemos eventos de extinção em massa a cada 100 milhões de anos, por exemplo, onde havia uma grande queda no número de gêneros com esse período exato todas as vezes, a transformação de Fourier mostraria um enorme aumento na frequência de 1 / (100 milhões anos). Então, vamos direto ao assunto: o que mostram os dados de extinção?

Uma medida da biodiversidade e mudanças no número de gêneros que existem a qualquer momento, para identificar os principais eventos de extinção nos últimos 500 milhões de anos. Crédito da imagem: Albert Mestre, usuário do Wikimedia Commons, com dados de Rohde, RA e Muller, RA

Existem evidências relativamente fracas de um pico com uma frequência de 140 milhões de anos e outro pico ligeiramente mais forte aos 62 milhões de anos. Onde está a seta laranja, é possível ver onde ocorreria uma periodicidade de 31 milhões de anos. Esses dois pontos parecem enormes, mas isso é apenas relativo aos outros pontos, que são totalmente insignificantes. Quão fortes são, objetivamente, esses dois picos, que são nossas evidências de periodicidade?

Esta figura mostra a transformação de Fourier dos eventos de extinção nos últimos 500 milhões de anos. A seta laranja, inserida por E. Siegel, mostra onde uma periodicidade de 31 milhões de anos se encaixaria. Crédito da imagem: Rohde, RA & Muller, RA (2005). Ciclos na diversidade fóssil. Nature 434: 209–210.

Em um período de apenas ~ 500 milhões de anos, você só pode incluir três possíveis extinções em massa de 140 milhões de anos, e apenas cerca de 8 possíveis eventos de 62 milhões de anos. O que vemos não se encaixa com um evento que acontece a cada 140 milhões ou a cada 62 milhões de anos, mas, se vemos um evento no passado, há uma chance maior de ter outro evento, 62 ou 140 milhões de anos no passado ou no futuro. . Mas, como você pode ver claramente, não há evidências de uma periodicidade de 26 a 30 milhões de anos nessas extinções.

Se começarmos a olhar para as crateras que encontramos na Terra e a composição geológica das rochas sedimentares, no entanto, a idéia se desfaz completamente. De todos os impactos que ocorrem na Terra, menos de um quarto deles vem de objetos originários da nuvem de Oort. Pior ainda, das fronteiras entre escalas de tempo geológicas (Triássico / Jurássico, Jurássico / Cretáceo ou Cretáceo / Paleogene) e os registros geológicos que correspondem a eventos de extinção, apenas o evento de 65 milhões de anos atrás mostra a característica cinza e camada de poeira que associamos a um grande impacto.

A camada limite Cretáceo-Paleogene é muito distinta em rochas sedimentares, mas é a fina camada de cinza e sua composição elementar que nos ensina sobre a origem extraterrestre do impactor que causou o evento de extinção em massa. Crédito da imagem: James Van Gundy.

A idéia de que as extinções em massa são periódicas é interessante e convincente, mas a evidência simplesmente não existe. A ideia de que a passagem do Sol através do plano galáctico causa impactos periódicos também conta uma grande história, mas, novamente, não há evidências. De fato, sabemos que as estrelas chegam ao alcance da nuvem de Oort a cada meio milhão de anos ou mais, mas certamente estamos bem espaçados entre esses eventos no momento. Num futuro próximo, a Terra não corre um risco maior de um desastre natural vindo do Universo. Em vez disso, parece que nosso maior perigo é o único lugar que todos tememos olhar: para nós mesmos.

Começa com um estrondo agora está na Forbes e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon. Ethan é autor de dois livros, Beyond The Galaxy, e Treknology: The Science of Star Trek, de Tricorders a Warp Drive.