Nowe badania wykazały, że planetoidy takie jak ta, która zgładziła dinozaury, uderzały w młodą Ziemię znacznie częściej niż dotąd sądzono. W czasie między 3,5 a 2,5 miliarda lat temu Ziemia była uderzana przez skały wielkości miast i aglomeracji co mniej więcej 15 milionów lat.
Nasza planeta była poddawana regularnym wstrząsom, które wprowadzały dramatyczne zmiany w procesach chemicznych na jej powierzchni. Ślady po tych wydarzeniach można dostrzec w ziemskich skałach nawet dzisiaj. Wystarczy poszukać tak zwanych sferul, czyli małych bąbelków odparowanej skały, które były wyrzucane w przestrzeń przy każdym uderzeniu planetoidy, następnie zestalały się i opadały z powrotem na Ziemię, przy czym tworzyły cienką warstwę, którą można zobaczyć w warstwach skalnych.
Przykład minerału zawierającego sferule. Ten okaz został znaleziony w Australii Zachodniej. Powstał wskutek zderzenia Ziemi z planetoidą, do którego doszło 2,63 miliardów lat temu. Źródło: Oberlin College / Bruce M. Simonson.
W nowym badaniu naukowcy modelowali wpływ uderzeń asteroid na Ziemię pod kątem związku tych wydarzeń z powstawaniem sferul oraz z globalną dystrybucją tych drobnych struktur. Im większa asteroida, tym grubsza powinna być warstwa sferul w skale. Kiedy jednak naukowcy przyjrzeli się rzeczywistej ilości sferul w różnych warstwach podłoża skalnego i porównali ją z aktualnymi szacunkami wcześniejszych uderzeń asteroid, odkryli, że te wartości nie pasują do siebie.
Okazało się, że obecne modele wczesnego bombardowania Ziemi znacznie zaniżają liczbę zderzeń, która wynika z warstw sferul w skalnych osadach. Prawdziwa liczba zderzeń z planetoidami w okresie od 3,5 do 2,5 miliarda lat temu mogła być nawet 10 razy wyższa, niż dotąd sądzono.
Te uderzenia z całą pewnością dramatycznie zmieniały poziom tlenu i poważnie wpływały na zdolność naszej młodej planety do podtrzymywania życia. Kiedy Ziemia uformowała się 4,5 miliarda lat temu, atmosfera prawie nie zawierała tlenu. Jednak 2,43 miliarda lat temu coś się wydarzyło: poziom tlenu zaczął rosnąć, a następnie spadać. Towarzyszyły temu ogromne zmiany klimatu, w tym kilka zlodowaceń, które mogły pokryć lodem cały glob. Badania markerów chemicznych w skałach wskazują, że poziom tlenu wahał się od stosunkowo wysokich do bardzo niskich wartości aż do około 2,22 miliardów lat temu, kiedy atmosfera w końcu osiągnęła stabilność. Jest to zgodne z modelami pokazującymi, że zderzenia z planetoidami były częste i katastrofalne.
Skoro zderzenia z planetoidami były tak częste i potężne, dlaczego nie widzimy pozostałości po nich? Skaliste ciała bez atmosfery takie jak Księżyc zawierają szczegółowy zapis wcześniejszych uderzeń asteroid. Na planecie takiej jak Ziemia o zróżnicowanych wzorcach pogodowych i aktywności geologicznej ślady wielu minionych uderzeń już dawno zostały zatarte. Warto pamiętać, że dopiero pod koniec lat 70. naukowcy odkryli krater uderzeniowy Chicxulub w Meksyku. Kolejne lata były potrzebne, by wykazać, że właśnie to zderzenie było przyczyną wyginięcia dinozaurów.
Krater Meteorowy (Krater Barringera) to przykład doskonale zachowanego krateru uderzeniowego na Ziemi. Krater znajduje się w Arizonie w Stanach Zjednoczonych. Ma średnicę 1200 metrów i głębokość 170 m. Źródło: Dr Dale Nations, AZGS.
Choć skał, które noszą ślady tych dawnych wydarzeń jest niewiele, ten nowy model dynamiki zderzeń w młodym Układzie Słonecznym może pomóc lepiej zrozumieć, co rzeczywiście działo się na naszej planecie w tych odległych czasach.
Więcej informacji:
- „Early Earth was bombarded by series of city-sized asteroids”, Goldschmidt Conference
- Poulton i in. „A 200-million-year delay in permanent atmospheric oxygenation”, Nature (2021)
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
