Повечето от нас знаят за удара на астероид, който е унищожил динозаврите преди около 66 милиона години. Това е научен факт, който е навлязъл в масовото съзнание, може би защото много от нас са били очаровани от динозаврите като деца. Това обаче не е единственият катастрофален сблъсък, който е формирал живота на Земята.
Преди около 3,26 милиарда години е имало още по-древен удар, чиито последици са оформили ранния живот на Земята по уникален начин.
Събитието на сблъсъка се нарича S2 и се е случило по време на архейския еон на Земята. Архейският еон е вторият от четирите геоложки еона на Земята, който обхваща периода от 4 031 до 2 500 Mya (преди милиони години). По време на архея са настъпили редица значими промени, включително образуването на земната кора, появата на първите континенти и развитието на редуцираща атмосфера, подходяща за първите прости форми на живот.
Когато се е сблъскал импакторът S2, животът на Земята е бил прост и микробен. Ударът е оказал мощно въздействие върху първите живи същества на нашата планета и ново проучване изследва какво се е случило. То е озаглавено "Влияние на гигантски метеоритен удар върху палеоархайските повърхностни среди и живот" и е публикувано в The Proceedings of the National Academy of Sciences. Водещ автор е Надя Драбон (Nadja Drabon), асистент в катедрата по науки за Земята и планетите в Харвардския университет.
Драбон и нейните колеги изследователи са извършили педантична, порецизна работа, за да получат резултатите си. Те пътуват до геоложката формация Барбертонски пояс в Южна Африка, за да извършат теренната си работа. Поясът съдържа някои от най-старите разкрити скали на Земята и в тези скали се намират някои от най-старите следи от живот на Земята. В Барбертон има и доказателства за поне осем древни сблъсъка, включително S2. Драбон и екипът ѝ изследват скални проби на сантиметри разстояние един от друг и анализират тяхната геохимия, седиментология и въглеродни изотопи.
Тази фигура от изследването показва някои от скалите, с които е работил екипът. (А) е общ преглед на разреза Умбаумба, показващ от основата към върха черно-бял лентовиден шист (BWBC), S2, паднал обратно слой и BWBC. (B) показва пласта от сферули S2, (C) показва фините наслоявания в падналия обратно слой, (D) показва BWBC под S2, а (E) показва редуващите се пластове от силицикластични и богати на сидерити шисти. (F) показва наслоените карбонатни шисти под S2 в разреза Umbaumba. Червените стрелки показват фрактури, запълнени от шисти. (G) показва струпвания от въглена материя и други силицикластични отломки от падналите обратно слоеве Umbaumba. Кредит: Drabon et al. 2024.
Те успяват да обрисуват картината на съдбоносния ден преди повече от три милиарда години, когато изключително голям въглероден хондрит с диаметър 37-58 км, или 200 пъти по-голям от импактора Чиксулуб, убил динозаврите, удря Земята.
Началото поставя цунами.
"Представете си, че стоите край брега на Кейп Код, в шелф с плитка вода. Това е среда с ниска енергия, без силни течения. И изведнъж се появява гигантско цунами, което връхлита и разкъсва морското дъно", разказва Драбон.
Океанът се разбърква, цунамито е пренесло отломки от сушата във водата. Катастрофалният удар генерира огромно количество топлина, която докларва до кипене най-горния слой на океана и нагрява атмосферата. След това се появява гъст облак от прах, който блокира всякаква фотосинтеза.
Това бил мрачен, но кратък период в историята на Земята. Но животът неведнъж е показвал колко е жилав. Примитивните бактерии на Земята бързо са се възстановяват след катаклизма.
Ударът раздвижил желязото и смесил дълбоките води, богати на Fe²+, с плитките води, бедни на Fe²+. Fe²+ е основно хранително вещество и заедно с фосфора, освободен от изпарения метеорит, и засиленото изветряне от цунамито, тези две хранителни вещества подхранват възстановяването на живота.
Според анализа на изследователите цялото това желязо е предизвикало голям разцвет на бактериите, които метаболизират желязото. Този стремеж към желязолюбив живот обаче не е бил траен и в крайна сметка равновесието се е възстановило. Но това събитие все още е ключов елемент от пъзела на живота на Земята. Въпреки катастрофалния ефект на гигантските удари, те може да бъдат полезни. (Съществуват някои доказателства, че метеоритите са доставили на Земята градивните елементи на живота).
На тази фигура от изследването са показани стратиграфските слоеве на находищата Bruce's Hill и Umbaumba. Вложката показва горната част на падналия обратно слой. Кредит: Drabon et al. 2024.
"Възстановяването на живота може да е било подхранвано от увеличаването на желязото във фотичната зона (най-горният слой вода в даден водоем) и повишената наличност на хранителни вещества (особено фосфор), като и двете са посочени от геохимичните данни", обясняват авторите в своето изследване.
"Смятаме, че събитията, свързани със сблъсъци с космически тела, са катастрофални за живота", коментира Драбон. "Но това изследване показва, че тези удари може да са били полезни за живота, особено в началото... тези въздействия може би наистина са дали тласък на живота към разцвет."
Изследователите посочват, че събитията непосредствено след удара са се развивали доста бързо. Топлината е разтопила скалата на миниатюрни топчета (сферули) и те са били отложени непосредствено преди или едновременно с падането на цунамито. След като сферулите и отломките от цунамито са се утаили, бързо се е образувал слой от камъни, издигнати във въздуха от удара.
"Общо взето, слоевете от сферули и падналите обратно депозити (от 1,3 до 5 м дебели пластове) вероятно са се отложили в рамките на не повече от няколко дни - един геоложки миг", пишат авторите в изследването си. "За този ограничен период от време инициираното от удара цунами е разкъсало морското дъно, нарушило е крайбрежните бентосни биосистеми, разбъркало е водния стълб, отмило е отломки от крайбрежните райони в морето и е предизвикало размътване на водите."
S2, а вероятно и други големи удари през ранния архей, изглежда са имали смесени ефекти върху живота. За някои от тях повишеното съдържание на хранителни вещества е било благотворно, за други гъстият облак прах е потискал фотосинтезата.
"Цунамито, океанското изпарение и тъмнината са засегнали най-сериозно фототрофите в повърхностните води, но хемоавтотрофите в долния воден стълб и хипертермофилите вероятно са били по-слабо повлияни", обясняват авторите.
Други изследвания на S2 показват, че въздействието е имало и други ефекти. Няколко изследвания предполагат, че то е предизвикало вулканична активност. Възможно е също така да е генерирало хидротермални полета на мястото на удара, които биха могли да добавят допълнително Fe²+ в околната среда. Възможно е дори да е предизвикало тектонична активност.
S2 е само един от примерите за въздействия, които са оформили траекторията на живота на Земята. Архейските скали съдържат доказателства за поне 16 древни удара с астероиди, по-големи от 10 км. Всички те вероятно са предизвикали тежки, макар и краткотрайни ефекти.
"Нашата работа предполага, че в глобален мащаб ранният живот може да се е възползвал от притока на хранителни вещества и донори на електрони, както и от новата среда, в резултат на големите кйатастрофални събития", заключават изследователите.
Справка: Drabon, Nadja et al, Effect of a giant meteorite impact on Paleoarchean surface environments and life, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2408721121. doi.org/10.1073/pnas.2408721121
Източник: This Early Impact Devastated Life then Gave it a Boost, universe today
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари