Křest ohněm: Těžké bombardování planet v počátcích Sluneční soustavy

Gigantické erupce supervulkánů, katastrofická zemětřesení, rozsáhlé požáry zastiňující štiplavým kouřem sluneční svit nebo ničivé bouře a záplavy. To vše představuje pouhé drobné epizody ve srovnání s tím, co se na Zemi odehrálo zhruba před 3,8 miliardy let. Naše čerstvě zrozená planeta a její blízcí vesmírní sousedé tehdy prošli doslova ohnivým křtem. Jejich povrch bičovalo množství obřích kosmických projektilů, které se přiřítily ze vzdálenějších končin Sluneční soustavy. Jaké důsledky těžké bombardování přineslo a co jej vyvolalo?

Reset Měsíce

V roce 1974 publikovali geologové Fouad Tera, Dimitri Papanastassiou a Gerald Wasserburg z Kalifornského technologického institutu objev, který zásadně změnil naše nazírání na historii Sluneční soustavy. Když zmínění vědci určovali přesné stáří vzorků hornin, jež dovezly z Měsíce posádky misí Apollo, došli k překvapivému závěru: materiál z oblastí světlých lunárních pevnin prozradil, že před necelými čtyřmi miliardami let došlo na našem přirozeném satelitu k velmi prudkému nárůstu tzv. impaktů čili dopadů kosmických těles – a že tyto dopady doslova „zresetovaly“ jeho povrch. Dramatické období vývoje našeho nejbližšího souseda označili autoři zprávy jako „lunární kataklyzma“ a později se ujal termín „pozdní intenzivní bombardování“, který se používá dodnes.

Ne všichni odborníci se však s uvedenou myšlenkou ztotožnili. Námitky oponentů směřovaly k samotnému původu vzorků, na nichž se stáří impaktů zjišťovalo. Posádky expedic Apollo totiž veškerý materiál odebraly pouze na přivrácené straně Měsíce a, jak se později ukázalo, také z poměrně anomálních oblastí, které mohly výrazně ovlivnit výsledky datování. (Je to podobné, jako byste v lese stanovili stáří několika stromů na dvacet let, načež byste tvrdili, že všechny ostatní stromy na Zemi jsou stejně staré.) 

Zmíněnou námitku ovšem na přelomu 20. a 21. století vyvrátily analýzy nově nalezených meteoritů, které na Zemi prokazatelně dopadly z Měsíce. Ukázalo se totiž, že i tyto objekty nesou známky prudkého nárůstu počtu impaktních událostí asi před čtyřmi miliardami let. Velká výhoda lunárních meteoritů tkví navíc v tom, že nejspíš nebyly katapultovány pouze z přivrácené hemisféry našeho souputníka – tudíž nám poskytují představu, co se v minulosti odehrálo i na jeho odvrácené straně. 

Tím však měsíční svědectví o dávném bombardování nekončí. Zadíváte-li se na úplněk, jistě vaší pozornosti neunikne řada temných skvrn. Jedná se o lunární moře, tedy obří krátery neboli tzv. impaktní pánve, vyplněné tmavou lávou. A většina z nich vznikla při dopadu planetek právě před 3,9 miliardy let. Náhoda? Nikoliv. Spíš důkaz, že se v té době odehrálo něco zcela mimořádného! 

Kobercový nálet planetárních rozměrů

Intenzita bombardování, jemuž musel měsíční povrch před necelými čtyřmi miliardami let čelit, vědcům doslova vyrazila dech! Navíc, pokud taková katastrofa postihla náš přirozený satelit, jistě se nevyhnula ani okolním tělesům včetně Země. Důsledky musely být pro naši planetu dokonce ještě horší než v případě Měsíce: má totiž mnohem větší povrch a také na své okolí působí větší gravitační silou, takže k sobě přitáhla více kosmických projektilů. 

Podle počtu a velikosti kráterů zachovaných ze zmíněného období na lunárním povrchu již vědci odvodili, že na Zemi tehdy vzniklo přes 22 tisíc kráterů o velikosti přesahující 20 km, zhruba 40 gigantických impaktních pánví s průměrem kolem 1 000 km a několik pánví, jejichž rozměry dosahovaly 5 000 km. Kosmické projektily o velikosti planetek tak vyryly do povrchu naší planety stopy doslova kontinentálních rozměrů!

Pokud na Zemi před érou pozdního intenzivního bombardování existovaly hory či oceány, nebo se zde dokonce vyskytoval život, všechno zaniklo. Extrémní žár a razance dopadů zapříčinily i roztavení velké části zemské kůry. Tím se také vysvětluje, proč geologové jen velmi obtížně nacházejí horniny starší než čtyři miliardy let: zatím nejstarší nálezy pocházejí z Grónska a datují se 3,85 miliardy roků do historie. 

Stopy po pozdním intenzivním bombardování však neobsahují pouze horniny z Měsíce či Země, ale také meteority z hlavního pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem a přímo z rudé planety. Meteorit Alan Hills 84001 potvrzuje, že před 3,92 miliardy let zažil i čtvrtý člen Sluneční soustavy prudký nárůst impaktů kosmických těles. 

Migrace obrů

Před objevem lunárního kataklyzmatu se astronomové domnívali, že zdaleka nejsilnější sprška materiálu se na planety a jejich měsíce snesla při jejich formování, načež bombardování ustávalo. Analýzy lunárních hornin ovšem ukázaly, že před čtyřmi miliardami let razance dopadů opět vzrostla. 

Příčiny pozdního intenzivního bombardování nejspíš souvisejí s migrací velkých plynných planet. Podle některých modelových výpočtů vznikl Jupiter dále od Slunce a v průběhu stovek milionů let se pomalu přemístil směrem do vnitřních částí solárního systému. Ocitl se tak ve specifickém postavení se Saturnem, což mělo za následek narušení drah planetek hlavního pásu a v důsledku posunu drah Uranu a Neptunu i narušení trajektorií těles Kuiperova pásu, jež se dostala na kolizní kurz s vnitřními planetami. 

Samotnou migraci Jupitera způsobila jeho opakovaná setkání s malými planetesimálami, kterých se v té době vyskytovalo v jeho okolí stále velké množství. Princip zmíněné migrace spočívá v mechanismu známém jako „gravitační prak“: při setkání se planetesimály urychlují na vzdálenější dráhy, ale díky zákonu zachování momentu hybnosti se Jupiter přesouvá blíže ke Slunci.

Tajemná planeta V

Nicméně možná bylo všechno jinak. Ramon Brasser a Alessandro Morbidelli ve své studii z roku 2011 tvrdí, že pozdní intenzivní bombardování mohla rozpoutat také dnes již neexistující kamenná planeta. Podle nich se pohybovala za dráhou Marsu a vlivem gravitačního působení dalších členů Sluneční soustavy se později přesunula do oblasti hlavního pásu asteroidů. Tento vetřelec dosahoval poloviční hmotnosti současného Marsu a často se označuje jako planeta V. Následně tedy narušil dráhy mnoha planetek, jež se pak zatoulaly do vnitřních částí našeho solárního systému a dokonaly dílo zkázy, zatímco planeta V zakončila svůj krátký chaotický život pádem do Slunce. 

Ať už byl důvod pozdního intenzivního bombardování jakýkoliv, zhruba před čtyřmi miliardami let se v centrálních oblastech Sluneční soustavy zcela jistě odehrálo něco zvláštního. Teprve další výzkum našich kosmických sousedů nám snad jednou odhalí, proč k tak dramatické kapitole v historii našeho planetárního systému došlo. A snad nás také ujistí, že se podobná apokalypsa nebude už nikdy opakovat.