Impacto de asteroide. ¿Qué tan grande tiene que ser para afectar globalmente la tectónica de placas?

La tectónica de placas no funciona así.

El hecho de que la corteza terrestre se divida en placas no es lo que impulsa la tectónica de placas. El conductor es el calor del núcleo de la Tierra que provoca ciclos de convección en el manto*, y este movimiento arrastra consigo a la delgada y frágil corteza.

La falta de tectónica significa que el planeta se ha enfriado por debajo del punto donde es posible un movimiento a gran escala en el manto. Para reiniciarlos, debes volver a calentar el planeta, lo que significa un golpe masivo que destrozará el planeta. Si desea mantener las cosas en movimiento por más de unas pocas decenas de miles de años, deberá agregar una fuente de calor, lo que en una escala geológica significa que el asteroide debe ser considerablemente más radiactivo que el planeta que golpea.

*o, si prefiere la vista marginal, el calor del núcleo de la Tierra provoca penachos aislados de material en movimiento en el manto.

Voy a hablar de la Tierra a continuación, pero como dices "un planeta similar a la Tierra", considéralo solo una medida para ahorrar espacio.

Tome un planeta similar a la Tierra, aproximadamente del mismo tamaño, composición y gravedad.

...

Golpes de asteroides enormes (digamos de 500 kilómetros de diámetro).

Bueno, como se dice en la película , oh mierda, ahí va el planeta.

Un cráter de impacto es:

una depresión aproximadamente circular en la superficie de un planeta, luna u otro cuerpo sólido en el Sistema Solar, formada por el impacto a hipervelocidad de un cuerpo más pequeño con la superficie.

La parte "aproximadamente circular" significa que, por definición, para que se forme un cráter de impacto se necesita una colisión más o menos frontal. No puede simplemente "raspar" el cuerpo objetivo, incluso si eso cuenta como un impacto, porque eso creará un cizallamiento muy alargado en lugar de una depresión circular que, por lo tanto, no es un cráter de impacto sino algo más. Esto parecería descartar un evento similar al descrito por la hipótesis del Impacto Gigante del origen de la Luna , ya que ese cuerpo no golpeó la Tierra directamente sino que raspó la superficie. Tomando prestado de la página enlazada anterior:

Las simulaciones por computadora muestran la necesidad de un golpe oblicuo, lo que hace que una parte del colisionador forme un brazo largo de material que luego se corta. La forma asimétrica de la Tierra después de la colisión hace que este material se asiente en una órbita alrededor de la masa principal. La energía involucrada en esta colisión es impresionante: billones de toneladas de material se habrían vaporizado y derretido. En partes de la Tierra, la temperatura habría subido a 10.000 °C (18.000 °F).

En nuestro sistema solar a partir de hoy, un punto razonable de comparación con lo que usted propone parecería ser la luna Mimas de Saturno . Mimas tiene un diámetro de poco menos de 400 km y un cráter de impacto ( Herschel ) de 130-140 km de ancho. Citando la página de Wikipedia sobre Mimas:

Si hubiera un cráter de una escala equivalente en la Tierra, tendría más de 4000 kilómetros (2500 millas) de diámetro, más ancho que Australia.

También:

[El cráter Herschel] es tan grande que los astrónomos han expresado su sorpresa de que Mimas no haya sido destrozado por el impacto que lo causó.

No veo ninguna estimación sobre el tamaño del cuerpo de impacto, pero probablemente sea una apuesta segura que era mucho más pequeño que el cráter resultante. Si jugamos bien y decimos que el cuerpo del impacto tenía la mitad del tamaño del cráter resultante (probablemente era un poco más pequeño que eso), eso hace que el cuerpo del impacto tenga un diámetro de aproximadamente 70 km. Lo que estás proponiendo es un impacto de un cuerpo del orden de diez veces ese tamaño.

Este es Mimas, mostrando a Herschel a la sonda Cassini (imagen cortesía de NASA, ID de foto PIA12570 ):

Un impacto en la Tierra por un asteroide de este tipo, bajo esa suposición, daría como resultado un cráter de mil kilómetros de diámetro. Una suposición más razonable es probablemente un factor de diez veces, lo que significa que si la Tierra sobreviviera, el cráter tendría unos 5000 km de diámetro.

El diámetro de la Tierra es un poco menos de 13000 km.

Bajo esos supuestos, el cráter representaría más de un tercio del diámetro de la Tierra, bastante comparable a Herschel en comparación con Mimas. Si la amplificación del tamaño del cráter en comparación con el cuerpo de impacto es aún mayor, el cráter causado por el impacto de un cuerpo de 500 km se vuelve más grande que eso. Creo que es lógico que un cráter de alrededor de un tercio del diámetro del cuerpo en el que aparece sea tan grande como puede llegar a ser, en base al hecho de que, que yo sepa, no conocemos ningún cráter más grande en ningún lugar del sol. sistema.

Si la Tierra sobreviviera a tal impacto, me imagino que los científicos estarían igualmente sorprendidos por el cráter Herschel. (Y, por supuesto, tal impacto causaría estragos en el medio ambiente, pero usted está preguntando sobre la tectónica de placas). O dicho de otra manera: dudo que el planeta sobreviva al impacto, por lo que la tectónica de placas no entra en escena. .

Creo que estás en el reino de lo bastante posible. Una cosa a tener en cuenta es que si su planeta ha formado una placa sólida, los volcanes son probablemente la principal característica del terreno en su planeta (piense en Olypmus Mons en Marte). Su planeta necesitará liberar energía y con un caparazón esto va a crear algunos volcanes bastante grandes.

(la siguiente es mi opinion)

Para formar placas como las que tiene la Tierra, este impacto masivo es casi una necesidad. Necesita una fuerza de impacto lo suficientemente grande como para romper las placas y dejar agujeros gigantes en la corteza para que estas placas se desplacen. En el caso de la Tierra, el impacto fue lo suficientemente grande como para arrancar un pedazo del planeta del que se formó la luna. Vale la pena señalar que este impacto fue temprano en la formación de la tierra cuando era significativamente "más suave" (es decir, cerca de la corteza fundida).

El resultado de este impacto es Pangea. Una gran masa de tierra en el lado opuesto del golpe inicial... el otro es un cráter de impacto que se convierte en las grietas más profundas del océano de nuestra Tierra. En este punto, Pangea comienza a separarse. La elección es tuya... joven en esta historia, la masa continental de la tierra todavía está un poco unida. Avanzando varios cientos de millones de años, estas placas comienzan a separarse y convertirse en continentes por derecho propio. Cuanto más viejo hagas el planeta, más lejos habrán tenido que desplazarse estos continentes. La Tierra ha pasado varios miles de millones de años después de ese impacto ahora y en unos pocos miles de millones más, América del Norte volverá a ser parte de Asia (está haciendo una instantánea de este mundo en un punto en el tiempo, por lo que puede elegir qué tan lejos la ruta de donde proviene esta instantánea).

(opinión final?)

Con su impacto inicial aquí... sí, las 'placas' literalmente se destrozarán y a lo largo de esas líneas de 'desgarro' rezumará lava como usted sugiere.

Tenga en cuenta que este golpe de impacto es nada menos que un evento de extinción total... solo la vida en su estado más primitivo puede sobrevivir y pasarán muchos millones de años antes de que esta vida pueda avanzar hasta el punto de la inteligencia.

En cuanto al tamaño... recuerde que cuando se trata del impacto de un asteroide, la densidad juega un papel mucho más importante que el ancho en KM. Un objeto similar al hierro mucho más denso no necesitará ser tan grande en tamaño como uno más liviano compuesto de roca o hielo. Fuera de eso, realmente no estoy seguro de qué tan grande tendrá que ser este impacto, aunque sugeriría que para romper placas en el otro lado, esta colisión dividirá un poco el planeta y potencialmente creará lunas.

agregado: la inclinación es completamente esperada de un impacto como este ... incluso un 'bamboleo'. Incluso puedes jugar con la rotación del planeta si lo deseas... y el impacto es la principal teoría de por qué Venus gira extremadamente lento y en dirección opuesta a la mayoría de los planetas del sistema solar.

Creo que hemos establecido que este monstruoso objeto tendrá que ser bastante grande. Usted sugirió que podría tener 500 kilómetros de diámetro; hagamos los cálculos para averiguar cuáles serían los efectos.

Según Wikipedia , la velocidad media de un objeto que se aproxima y golpea la Tierra es de aproximadamente 22,5 km/s. A partir de aquí , podemos suponer que el asteroide (porque esta cosa va a tener que ser grande ) tiene una densidad de unos 2 gramos por centímetro cúbico. Digamos también que esta cosa golpea la Tierra perpendicularmente, es decir, es un golpe directo. Sabemos que las placas tienen un espesor de unos 100 kilómetros ; por lo tanto, necesitamos que el cráter sea así de profundo si queremos convertirlo todo en un caos total.

Usando esta práctica calculadora, encontramos que un impacto con esos parámetros crearía un cráter de 529 kilómetros de profundidad y 2115 kilómetros de ancho. Ahora eso es lo que yo llamo grande. El radio medio de la Tierra es de unos 6.370 kilómetros, por lo que si bien esto podría no dividir el planeta en dos, le daría un golpe devastador.

Podemos ajustar los valores del cuerpo para acomodar los resultados que desea. Si el cráter tendrá unos 100 km de profundidad, solo necesitamos un asteroide de 80 km de ancho, creando un cráter con un diámetro de unos 407 km. El material expulsado por el impacto se extendería a lo largo de 874 kilómetros, creando una abolladura considerable en un continente.

Eso es todo solo para explicar el cráter. Sospecho que necesitarías un asteroide más grande para causar el tipo de daño geológico que sugieres. Pero un asteroide de solo 80 km de ancho probablemente lanzaría a la Tierra a un invierno de impacto más largo que nunca antes. El objeto que mató a los dinosaurios probablemente tenía solo unos 10 km de diámetro . Estoy un poco asustado por lo que podría pasar si un asteroide de 80 km de ancho choca contra la Tierra. Lo más probable, como suponías, sería borrar toda la vida.

Hay un cráter lo suficientemente grande como para apoyar la teoría del impacto. En el Polo Norte. Mi argumento no es la tectónica de placas que obviamente es causada desde el interior del núcleo del planeta Tierra. Mi opinión es las energías involucradas actualmente en el núcleo y el tamaño del impactador.
Digamos que en el sistema solar primitivo había muchos cuerpos más pequeños de elementos más densos de supernova sobrante de un sistema solar cercano. El más pesado de estos elementos, el oro, la plata, el hierro, el platino y los elementos radiactivos produjeron un cuerpo: Theia. El impactador se estrelló contra la prototierra en la ubicación actual del polo, inclinando la tierra a su posición actual y enterrándose profundamente en la Tierra en su núcleo. Las energías de rebote escupen suficiente material para formar la luna y crear un núcleo terrestre energizado.

Mirando las energías:

Un asteroide rocoso de 500 km que impacte a 15 km/s transportará 8e27 julios de energía. El impacto es lo suficientemente lento como para que prácticamente nada del asteroide o su eyección escapen de la gravedad de la Tierra, por lo que podemos considerar que se trata de un sistema cerrado.

La energía entrante, después de una acción de paisajismo muy entusiasta, terminará como calor. Suficiente calor para elevar la temperatura de la Tierra unos 3 Kelvin. Ok, no lo suficiente como para causar cambios globales en las energías del núcleo y el manto, aunque la corteza puede tener otras opiniones al respecto. Porque el impacto desencadenará un tsunami de 1,2 a 1,5 kilómetros de altura en la corteza, que dará la vuelta al planeta muchas veces.

Provocará un terremoto global muy por encima de la magnitud 12. Esto es lo suficientemente fuerte como para pulverizar el granito continental hasta convertirlo en grava fina.

Luego, la eyección al rojo vivo y vaporizada del impacto lloverá sobre el planeta. Desde una profundidad de 1,5 km de escombros a 1000 km del borde del cráter de 2500 km, hasta una capa de tan solo 25 m de espesor al otro lado del planeta. Esta eyección llega a velocidades casi orbitales y se fríe tanto a sí misma como a la superficie debajo de ella mucho más allá del punto de fusión.

En resumen: el impacto:
excava un cráter de impacto de 2500 km de ancho y 4 km de profundidad.
Destroza por completo todas las rocas sólidas del planeta hasta convertirlas en grava.
Luego cubre esas llanuras de grava con una capa de muchos metros de espesor de lava blanca caliente que cae del cielo.
Sopla por completo la atmósfera del planeta, no solo en el lugar del impacto, sino en todas partes. Algunos pueden retroceder, muchos escaparán.

En una nota positiva, mientras que la duración del día será un par de minutos más corta (todas esas montañas cayendo, conservación del momento angular y otros), el eje está bastante intacto. Menos de 1/200 de grado de desviación en el eje de rotación del planeta.