Un meteorit uriaș a fiert oceanele acum 3,2 miliarde de ani. Oamenii de știință spun că a fost o „bombă fertilizatoare” pentru viață

O rocă spațială masivă, estimată a fi de mărimea a patru munți Everest, a lovit Pământul în urmă cu peste 3 miliarde de ani – iar impactul ar fi putut fi neașteptat de benefic pentru primele forme de viață de pe planeta noastră, potrivit unei noi cercetări, scrie CNN.

În mod normal, atunci când o rocă spațială mare se prăbușește pe Pământ, impactul este asociat cu o devastare catastrofală, ca în cazul dispariției dinozaurilor în urmă cu 66 de milioane de ani, când un asteroid a lovit Pământul în urmă cu 10 milioane de ani, în peninsula Mexic.

Dar Pământul era tânăr și un loc foarte diferit atunci când meteoritul S2, estimat a avea o masă de 50 până la 200 de ori mai mare decât asteroidul Chicxulub care a declanșat dispariția dinozaurilor, s-a ciocnit de planetă în urmă cu 3,26 miliarde de ani, potrivit Nadja Drabon, profesor asistent de științe ale Pământului și planetare la Universitatea Harvard.

Ea este, de asemenea, autorul principal al unui nou studiu care descrie impactul S2 și ceea ce a urmat în urma acestuia, publicat luni în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Nu se formase încă nicio formă de viață complexă și era prezentă doar viața unicelulară sub formă de bacterii și archaea”, a scris Drabon într-un e-mail pentru CNN.  „Oceanele conțineau probabil ceva viață, dar nu la fel de multă ca astăzi, în parte din cauza lipsei de nutrienți. Unii oameni descriu chiar oceanele arheene drept „deșerturi biologice”. Pământul arheean era o lume acvatică cu puține insule ieșite în evidență. Ar fi fost o priveliște curioasă, deoarece oceanele erau probabil de culoare verde din cauza apelor adânci bogate în fier.”

Când meteoritul S2 a lovit, a urmat haosul global – dar impactul a stârnit și ingrediente care ar fi putut îmbogăți viața bacteriană, a spus Drabon. Noile descoperiri ar putea schimba modul în care oamenii de știință înțeleg modul în care Pământul și viața sa incipientă au reacționat la bombardamentul cu roci spațiale la puțin timp după formarea planetei.

La începutul istoriei Pământului, rocile spațiale au lovit frecvent tânăra planetă. Potrivit autorilor studiului, se estimează că „meteoriții gigantici”, cu un diametru mai mare de 10 kilometri, au lovit planeta cel puțin o dată la 15 milioane de ani, ceea ce înseamnă că cel puțin 16 meteoriți gigantici au lovit Pământul în timpul Eonului Arcaic, care a durat de la 4 miliarde la 2,5 miliarde de ani în urmă.

Dar consecințele acestor impacturi nu sunt bine cunoscute. Și având în vedere geologia în continuă schimbare a Pământului, în care craterele masive sunt acoperite de activitatea vulcanică și de mișcarea plăcilor tectonice, dovezile a ceea ce s-a întâmplat cu milioane de ani în urmă sunt greu de găsit.

Drabon este un geolog al Pământului timpuriu intrigat de înțelegerea a ceea ce a fost planeta înainte de formarea primelor continente și de modul în care impacturile meteoritice violente au afectat evoluția vieții.

„Aceste impacturi trebuie să fi afectat semnificativ originea și evoluția vieții pe Pământ. Dar cum anume rămâne un mister”, a spus Drabon. „În cercetarea mea, am vrut să examinez dovezile «concrete» reale – scuzați jocul de cuvinte – ale modului în care impacturile gigantice au afectat viața timpurie.”

Drabon și colegii ei au efectuat cercetări pe teren pentru a căuta indicii în rocile din Munții Barberton Makhonjwa din Africa de Sud. Acolo, dovezile geologice a opt evenimente de impact, care au avut loc în urmă cu 3,6 miliarde și 3,2 miliarde de ani, pot fi găsite în roci și urmărite prin mici particule de impact de meteorit numite sferule. Particulele mici și rotunde, care pot fi sticloase sau cristaline, apar atunci când meteoriții mari lovesc Pământul și formează straturi sedimentare în roci care sunt cunoscute sub numele de paturi de sferule.

Echipa a colectat o serie de probe în Africa de Sud și a analizat compoziția și geochimia rocilor.

„Zilele noastre încep, de obicei, cu o drumeție lungă în munți pentru a ajunge la locurile de prelevare a probelor”, a spus Drabon. „Uneori suntem norocoși să avem drumuri de pământ care ne aduc mai aproape. La fața locului, studiem în detaliu structurile rocilor din stratul de impact și folosim baroase pentru a extrage probe care vor fi analizate ulterior în laborator.

„Petrele de roci strâns lipite au păstrat o cronologie minerală care a permis cercetătorilor să reconstituie ce s-a întâmplat atunci când meteoritul S2 a lovit planeta.” Meteoritul S2 avea între 23 și 36 de mile (37 și 58 de kilometri) în diametru când a lovit planeta. Efectele au fost rapide și feroce, a spus Drabon.

„Imaginați-vă că vă aflați în largul coastei Cape Cod, într-un platou de apă puțin adâncă”, a spus Drabon. „Este un mediu cu energie scăzută, fără curenți puternici. Apoi, deodată, aveți un tsunami uriaș, care trece pe lângă voi și răscolește fundul mării.”

Tunami-ul a măturat tot globul, iar căldura rezultată în urma impactului a fost atât de intensă încât a făcut să fiarbă stratul superior al oceanului. Când oceanele fierb și se evaporă, ele formează săruri precum cele observate în roci imediat după impact, a spus Drabon. Pulberile injectate în atmosferă în urma impactului au întunecat cerul în câteva ore, chiar și pe partea opusă a planetei. Atmosfera s-a încălzit, iar norul gros de praf a împiedicat microbii să transforme lumina soarelui în energie. Orice formă de viață de pe uscat sau din apele de mică adâncime ar fi resimțit imediat efectele negative, care ar fi persistat de la câțiva ani la zeci de ani.

În cele din urmă, ploaia ar fi readus straturile superioare ale oceanului, iar praful s-ar fi așezat. Dar mediul din adâncul oceanului a fost o altă poveste. Tsunami-ul a agitat elemente precum fierul și le-a adus la suprafață. Între timp, eroziunea a ajutat la spălarea resturilor de coastă în mare și a eliberat fosforul din meteorit. Analizele de laborator au arătat o creștere bruscă a prezenței organismelor unicelulare care se hrănesc cu fier și fosfor imediat după impact. Viața și-a revenit rapid și apoi a prosperat, a declarat Drabon.

„Înainte de impact, în oceane existau unele forme de viață, dar nu multe, din cauza lipsei de nutrienți și de donatori de electroni, cum ar fi fierul, în apele puțin adânci”, a spus ea. „Impactul a eliberat nutrienți esențiali, precum fosforul, la scară globală. Un student a numit pe bună dreptate acest impact o „bombă cu îngrășământ”. În general, aceasta este o veste foarte bună pentru evoluția vieții timpurii pe Pământ, deoarece impacturile ar fi fost mult mai frecvente în timpul primelor etape ale evoluției vieții decât sunt astăzi.”

Impacturile asteroizilor S2 și Chicxulub au avut consecințe diferite datorită dimensiunilor respective ale rocilor spațiale și stadiului în care se afla planeta atunci când fiecare a lovit, a spus Drabon. Impactorul Chicxulub a lovit o platformă carbonată pe Pământ, care a eliberat sulf în atmosferă. Emisiile au format aerosoli care au provocat o scădere bruscă și extremă a temperaturilor la suprafață. Și, deși ambele impacturi au provocat dispariții semnificative, microorganismele rezistente, dependente de lumina soarelui, din apele de mică adâncime, s-ar fi refăcut rapid după impactul S2, odată ce oceanele s-au umplut din nou și praful s-a depus, a spus Drabon.

„Viața în timpul impactului S2 era mult mai simplă”, a spus ea. „Gândiți-vă că vă spălați pe dinți dimineața: S-ar putea să eliminați 99,9% din bacterii, dar până seara, acestea au revenit.”

Ben Weiss, profesor de Științe ale Pământului și Planetare la Massachusetts Institute of Technology, a fost intrigat de observațiile geologice ale paturilor de sferule din lucrare, care, în opinia sa, permit cercetătorilor să exploreze înregistrările vechi ale impactului de pe Pământ așa cum astronomii pot studia suprafețele planetelor precum Marte.

Weiss nu a fost implicat în studiu. „Nu există cratere de impact păstrate astăzi pe Pământ care să se apropie ca dimensiune de ceea ce s-a dedus că ar fi produs rocile studiate aici”, a declarat Weiss. „Desigur, ceea ce este special în legătură cu înregistrarea noastră este faptul că, oricât de fragmentară și incompletă, este singura înregistrare pe care o putem studia în detaliu în prezent și care ne poate spune despre efectele impactului asupra evoluției timpurii a vieții.

De asemenea, este impresionant faptul că, în ciuda naturii foarte locale a acestor observații (aflorimente într-o regiune mică din Africa de Sud), putem începe să înțelegem ceva despre natura globală a acestor evenimente de impact gigant.

„Rocile din Munții Barberton Makhonjwa deschid pentru Drabon și colegii săi o nouă linie de cercetare în istoria impacturilor de pe Pământ.

”Ne propunem să determinăm cât de frecvente au fost aceste schimbări de mediu și răspunsuri biologice după alte evenimente de impact din istoria timpurie a Pământului”, a spus ea.

„Deoarece efectul fiecărui impact depinde de diverși factori, dorim să evaluăm cât de frecvent au apărut astfel de efecte pozitive și negative asupra vieții.”