Uderzenie asteroidy pozostawiło środowisko sprzyjające mikroorganizmom
Zespół badawczy, w którym znaleźli się naukowcy z University of Glasgow, Purdue University, University of Texas w Austin oraz Universities Space Research Association, ustalił, że kolizja sprzed 66 milionów lat mogła stworzyć pod kraterem środowisko umożliwiające rozwój życia. Powstały w ten sposób układ mógł przetrwać znacznie dłużej, niż wskazywały wcześniejsze szacunki. Wyniki pracy opublikowano na łamach czasopisma „Communications Earth & Environment”.
Badacze połączyli szczegółowe analizy próbek wydobytych z krateru Chicxulub w Meksyku z symulacjami komputerowymi, które odtwarzały geologiczne następstwa zderzenia asteroidy z Ziemią 66 milionów lat temu.
Wyniki mogą pomóc lepiej poznać mechanizmy, dzięki którym życie mogło rozwijać się w systemach hydrotermalnych we wczesnej historii naszej planety. Mogą mieć również znaczenie dla poszukiwań organizmów poza Ziemią.
Chociaż uderzenie spowodowało rozległe zniszczenia na powierzchni, doprowadziło także do powstania systemów hydrotermalnych pod kraterem. Zgromadzone dowody wskazują, że mogły one działać przez co najmniej 8 milionów lat, czyli około czterokrotnie dłużej, niż wcześniej przypuszczano. Jest to najdłużej funkcjonujący dotąd udokumentowany system hydrotermalny utworzony w następstwie uderzenia.
Jak powstał krater Chicxulub i co wydarzyło się pod jego powierzchnią
Około 66 milionów lat temu asteroida o średnicy około 10 kilometrów uderzyła w obszar dzisiejszego meksykańskiego Półwyspu Jukatan. Kataklizm przyczynił się do wymarcia około trzech czwartych roślin i zwierząt na Ziemi, w tym wszystkich dinozaurów nieptasich.
W miejscu zderzenia powstał krater o średnicy niemal 200 kilometrów. Skutki impaktu objęły również głębsze partie skorupy ziemskiej. Skały stopione podczas uderzenia zetknęły się z wodami Zatoki Meksykańskiej. W rezultacie powstał porowaty materiał, w którym znajdowały się liczne niewielkie przestrzenie wypełnione wodą ogrzaną wskutek kolizji. Takie środowisko mogło zapewniać warunki do podtrzymywania życia mikroorganizmów.
Próbki skalne pozwoliły oszacować czas działania systemu
Podczas badań przeprowadzonych w 2016 roku naukowcy wykonali odwiert w materiale zalegającym pod kraterem. W pobranych próbkach znaleźli skaleń bogaty w potas, czyli minerał powstały w wyniku krążenia gorących płynów po uderzeniu asteroidy.
W najnowszej pracy badacze zastosowali datowanie argonowe, aby określić wiek materiału. Analiza wykazała, że próbki obejmują okres od uderzenia asteroidy 66 milionów lat temu do około 58 milionów lat temu. Różnica między tymi datami wskazuje, że system hydrotermalny funkcjonował przez około 8 milionów lat.
Annemarie Pickersgill z University of Glasgow zwróciła uwagę, że na Ziemi występowanie ciepłej, przepływającej wody wiąże się z obecnością życia. Naukowcy wiedzą również, że uderzenia asteroid mogą prowadzić do powstawania systemów hydrotermalnych.
Jak przypomniała badaczka, wcześniejsze prace z początku lat 2000. wskazywały, że system powstały w wyniku uderzenia, które utworzyło Chicxulub, mógł istnieć przez około 2 miliony lat. Szacunki te opierały się na modelach komputerowych, które już wówczas uznawano za ostrożne. Mimo to nowe wyniki, wskazujące na znacznie dłuższy okres funkcjonowania systemu, zaskoczyły naukowców.
Symulacje wskazały czynniki odpowiedzialne za długowieczność systemu
Aby wyjaśnić, dlaczego system hydrotermalny mógł przetrwać tak długo, badacze przeprowadzili zaktualizowane symulacje komputerowe. Uwzględnili w nich różne warunki fizyczne, informacje uzyskane podczas odwiertów oraz bardziej szczegółowe dane geologiczne zgromadzone od czasu pierwszych modeli opracowanych na początku lat 2000.
Z symulacji wynika, że długotrwałe funkcjonowanie układu mogło być związane z połączeniem kilku czynników. Należały do nich wysoka przepuszczalność skał, ciepło utrzymujące się po uderzeniu oraz naturalne warunki geotermalne. Rezultaty modelowania są zgodne z ustaleniami analizy próbek, według której system istniał przez około 8 milionów lat.
Odkrycie może poszerzyć wiedzę na temat początków życia na Ziemi. Wyniki mogą być również przydatne podczas poszukiwania organizmów na skalistych ciałach planetarnych, na których często dochodziło do uderzeń asteroid.
Kratery uderzeniowe mogą wskazać miejsca poszukiwań życia poza Ziemią
Annemarie Pickersgill podkreśliła, że w historii Marsa doszło do wielu uderzeń, ponieważ planeta ta nie jest chroniona przez tak gęstą atmosferę jak Ziemia. Niektóre z tych kolizji miały miejsce w okresach, gdy na Marsie występowało znacznie więcej wody. Odpowiednio duże uderzenia mogły wówczas doprowadzić do powstania długotrwałych systemów hydrotermalnych zdolnych do podtrzymywania życia.
Badaczka zwróciła również uwagę na właściwości skał powstających wskutek takich zderzeń. Ich porowata i spękana struktura może tworzyć niewielkie środowiska, w których mikroorganizmy są chronione przed promieniowaniem oraz ekstremalnymi temperaturami. Takie warunki mogą sprzyjać przetrwaniu i rozwojowi życia. Według Pickersgill podobny proces prawdopodobnie miał miejsce na Ziemi miliardy lat temu.
Wyniki badań mogą pomóc w planowaniu przyszłych misji kosmicznych. Dzięki nim naukowcy będą mogli lepiej określać, które kratery uderzeniowe na innych planetach warto badać pod kątem występowania warunków sprzyjających podtrzymywaniu życia.
Mariusz Drzewiecki
