Группа исследователей под руководством геолога и планетолога Аннемари Пикерсгилл из Центра изотопных наук SUERC при Университете Глазго заново проанализировала породы из кратера Чикшулуб и пришла к выводу, что гидротермальная система, возникшая после падения астероида, существовала значительно дольше, чем считалось. Ранее ее оценивали примерно в 2 млн лет, новая работа указывает на срок около 8 млн лет. Результаты опубликованы в Communications Earth & Environment; об исследовании сообщило издание Ars Technica.
Это важно не только для истории Земли. Продолжительность работы горячих источников определяет, сколько времени у микроорганизмов было на то, чтобы закрепиться в кратере, а у пребиотических химических реакций — на то, чтобы протекать в подходящих условиях.
Что произошло 66 млн лет назад
Около 66 млн лет назад астероид упал в районе нынешнего полуострова Юкатан, который частично находится под водой. Удар вызвал цунами и разбросал раскаленные обломки, что привело к вымиранию нелетающих динозавров и многих других видов.
Однако последствия столкновения не сводились к разрушению. На дне океана удар выделил достаточно тепла, чтобы сформировать гидротермальную систему. По данным исследования, она просуществовала 8 млн лет и могла стать средой, благоприятной для жизни.
Столкновение было настолько сильным, что деформации распространились далеко под поверхностью — на глубину до 35 км (почти 22 мили), включая плавление огромного объема породы. Взаимодействие с морской водой сделало эту породу пористой. Когда горячая вода проникала в поры, возникала гидротермальная система. Поток горячей воды в изолированный участок холодных глубин мог привлекать микроорганизмы и, возможно, другие формы жизни, которым иначе было бы трудно выжить.
Как пересчитали срок
В 2016 году исследователи бурили скважины в зоне удара и изучали типы пород, образовавшихся в результате падения астероида. Это дало представление о том, что происходило сразу после катастрофы и в долгосрочной перспективе.
В новой работе команда Пикерсгилл отобрала образцы на месте, пробурив скважину на глубину 1 км, и провела радиоизотопные измерения полевых шпатов. Полевой шпат содержит калий, и его распад в аргон позволяет оценить возраст породы. Таким методом датируют лунные породы и вулканические образования.
Следы аргона в породе указывают на распад калия. Поскольку газ также улетучивается из расплавленной породы, это дает меру того, когда порода затвердела. Калий-аргоновое датирование основано на измерении соотношения изотопа калия-40 и аргона-40, в который он распадается. Уровни аргона показали, что гидротермальная система оставалась нагретой с 66 млн лет назад, когда упал астероид, до 58 млн лет назад.
Дополнительно Пикерсгилл провела компьютерное моделирование гидротермальной активности в этом месте. По результатам, на глубине одного километра охлаждение до 90 °C (194 °F) занимало от 1,5 до 2,3 млн лет после удара. Охлаждение ниже 50 °C (122 °F) занимало до 5 млн лет — этого все еще достаточно, чтобы колонии микробов могли процветать. Через 6 млн лет поток горячей воды заметно снижался, а к 8 млн лет прекращался. Эти результаты совпали с возрастом пород, полученным при изотопном анализе.
Почему это важно для поиска жизни
Гидротермальные системы, созданные другими ударами, встречаются по всей планете. Хотя они считаются пригодными для жизни из-за тепла и питательных веществ, признаки жизни в них найти трудно, а связать время удара с процессами, способствовавшими расцвету жизни, еще сложнее. Микробы обнаружены лишь в восьми из 70 подводных ударных кратеров с гидротермальной активностью.
Команда Пикерсгилл хотела выяснить, мог ли удар в Чикшулубе создать пригодные для жизни условия, и проанализировала образцы, чтобы определить, когда вероятность обитаемости была наибольшей. Работа не отвечает на вопрос, была ли гидротермальная система в этом кратере действительно заселена.
Исследователи изучали, как долго кратер поддерживал температуры и дополнительные условия, идеальные для привлечения и удержания жизни. Длительные пригодные условия дают больше времени на то, чтобы привлечь организмы, образующие колонии вокруг гидротермального источника.
«Более длительные периоды гидротермальной активности создают расширенные окна возможностей для протекания пребиотических химических реакций, развития жизни и процветания микроорганизмов, распространяющихся за пределы своей точки происхождения», — сказала Пикерсгилл.
Что это значит для других планет
По словам Пикерсгилл, Чикшулуб относительно невелик по сравнению с ударными бассейнами, которые ожидаются на ранней Земле и наблюдаются на других планетных телах. Из этого следует, что более крупные удары могли создавать еще более долгоживущие гидротермальные системы и, следовательно, поддерживать температуры и поток жидкости, необходимые для пригодных для жизни условий, как минимум несколько миллионов лет.
Таким образом, определение длительности гидротермальных систем на Земле может служить ориентиром для оценки пригодных для жизни сред за ее пределами.
Что это значит
Новая оценка не доказывает, что в кратере Чикшулуб существовала жизнь, и не меняет картину вымирания. Она уточняет временные рамки: гидротермальная система сохраняла тепло и поток жидкости заметно дольше, чем считалось, а значит, окно потенциальной обитаемости было шире. Для планетологии это аргумент в пользу того, что ударные кратеры — в том числе на других телах Солнечной системы — стоит рассматривать как места, где условия для жизни могли сохраняться миллионы лет.
Комментарии · 0
Войдите, чтобы участвовать в обсуждении.