2020 tog Kinas Chang'e 5-uppdrag prover på mer än ett kilo månsten och jord och förde det tillbaka till jorden. Proverna innehåller otaliga små glaspärlor, skapade när asteroider träffade månen och stänkte ut droppar av smält sten runt nedslagsplatsen.

Vi har analyserat dessa glaspärlor och nedslagskratrarna nära där de hittades i detalj. Våra resultat, publicerade i Science Advances , avslöjar nya detaljer om historien om asteroider som träffade månen under de senaste 2 miljarderna åren.

I synnerhet hittade vi spår av flera vågor av nedslag som inträffade samtidigt som nedslag på jorden – inklusive Chicxulub-nedslaget för 66 miljoner år sedan som ledde till att dinosaurierna dog ut.

Miljarder år av rymdstenar

Den destruktiva kraften hos meteoritnedslag har setts genom hela mänsklighetens historia. Nyligen anmärkningsvärd händelse från 2013, den spektakulära Chelyabinsk-meteoren som skadade hundratals människor, var en relativt liten händelse jämfört med historiska nedslag.

Påverkan av olika skalor har inträffat under jordens långa geologiska historia. Endast omkring 200 nedslagskratrar har hittats runt om i världen, eftersom erosion och geologisk aktivitet ständigt modifierar vår planets yta och raderar bevis på tidigare nedslag.

På månen, där nedslagskratrar inte försvinner, känns flera hundra miljoner igen. Det är inte svårt att föreställa sig att jorden upplevde en liknande häpnadsväckande störtflod av projektiler tidigt i sitt liv.

När solsystemet utvecklats under de senaste 4,5 miljarderna åren, minskade antalet asteroider exponentiellt över tiden när rymdstenar sopades upp av jorden och de andra planeterna.

Men detaljerna i denna process förblir grumliga. Var det ett jämnt förfall över tiden i antalet nedslag på jorden, månen och andra planeter i solsystemet? Finns det perioder då kollisioner blev mer frekventa, mot denna allmänna bakgrund av nedgång? Finns det en möjlighet att kollisioner plötsligt kan öka i framtiden?

Stänkt glas

Den bästa tillgängliga platsen att söka efter svar är månen, och de bästa tillgängliga proverna är månjordar – som de Chang'e 5 tog med sig hem.

Månjord innehåller sfäriska droppar av stelnad smälta (glas) med storlekar som sträcker sig från några millimeter till mindre än en millimeter. Dessa droppar bildas under höghastighetspåverkan som smälter målberget.

De smälta dropparna kan stänka ut i tiotals eller möjligen hundratals kilometer runt nedslagskratern.

Genom att analysera den kemiska sammansättningen och radioaktiviteten hos dessa droppar kan vi avgöra hur gamla de är. Åldrarna på dropparna ger oss då en indikation på när dessa nedslag inträffade på månen.

Varje månjordsprov verkar registrera flera effekter. Åldrarna för effekterna är spridda över de senaste ~4 miljarder åren, där de yngsta bara är några miljoner år gamla.

En enkel landningsplats

Chang'e 5 landade på en plats med en relativt enkel geologisk historia, jämfört med andra platser på månen där prover har samlats in.

Landningsplatsen ligger mitt på en vidsträckt basaltplatå nästan 400 kilometer tvärs över. Platån är "bara" 2 miljarder år gammal, vilket är ungt i förhållande till månskorpans ålder totalt sett.

Detta innebär att sidans historia är kortare och enklare att reda ut. Detta gjorde det lättare att identifiera droppar som härrör från närliggande nedslag, samt att tolka kemiska och kronologiska data via satellitbilder av den omgivande månytan.

Vi kombinerade denna tolkning med modellering av hur dropparna skulle ha bildats och stänkt ut i stötar av olika storlekar.

It appears that glass droplets can be transported for 20 to 100 kilometers from the site of impacts, even when the impact leaves a crater only 100 meters across. Models also indicate that impacts forming craters more than 1 kilometer across are more efficient in producing the droplets.

All this information combined helped to initiate the search for specific impact craters responsible for the production of glasses extracted from the sample.

Crater hunting

The basaltic plateau surrounding Chang'e 5's landing site contains more than 100,000 craters over 100 meters in size. Matching glass droplets with their crater of origin is a probability game, though the odds are a little better than winning the lottery.

We can say some of the craters are likely to be the source of some of the glass droplets in the sample. Nevertheless, this matching led to another important outcome.

Previous studies had found the distribution of ages of glass droplets in the individual soil samples is uneven. There are periods in the timeline with large numbers of droplets and periods with few to none.

Our analysis of glass in the Chang'e 5 samples and our attempts to link them to specific craters confirms a variation in impact rate through time.

In addition, the ages of the periods identified from these droplets appear to be similar to those visible in a number of existing meteorite groups originating in the asteroid belt. These meteorite groups may be the results of ancient collisions within the asteroid belt.

One of these cluster ages also coincides with the dinosaur extinction. Our study did not examine this in detail, but this coincidence may indicate that, for reasons yet unknown, there are periods when regular orbits of small bodies in the solar system destabilize and head into orbits where they may hit the Earth or moon.

Taken together, these ages suggest there may have been periods of time over Earth's history when collisions increased throughout the inner solar system. This means Earth could have also experienced periods when rate of impacts was higher than usual—and that similar increases are possible in the future.

How would such an increase affect the evolution of life on the planet? That remains a mystery. + Utforska vidare

Lunar glass shows moon asteroid impacts mirrored on Earth

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.