Ученые знают, что Земля подвергалась столкновению с астероидами в далекие времена, но новый анализ предполагает, что количество этих ударов могло быть в 10 раз больше, чем считалось ранее. Это превращается в шквал столкновений, подобных по масштабу с ударом астероида, который уничтожил динозавров. Некоторые из этих индивидуальных воздействий могли быть гораздо более серьезными, возможно, от размера города до небольшой провинции. Исследователи также пытаются понять, какое влияние эти воздействия могли оказать на эволюцию химического состава приповерхностных слоев Земли. Эта работа представлена на конференции по геохимии Гольдшмидта.
Первые годы Земли были невообразимо жестокими по сравнению с сегодняшним днем. Ученые считают, что на Землю упало значительное количество крупных астероидов (более 10 км в диаметре), и это оказало бы значительное влияние на химический состав приповерхностных слоев Земли и ее способность поддерживать жизнь. Эффект всего от одного такого столкновения был сравнительно недавно (66 миллионов лет назад) продемонстрирован ударом Чиксулуб, который привел к исчезновению динозавров. Однако ранняя Земля сильно отличалась от Земли во время удара Чиксулуб, как и эффекты столкновений.
Ударные кратеры от подобных столкновений можно увидеть на Луне и других каменистых планетах, но атмосферное выветривание и тектоника плит, как правило, маскируют любые прямые свидетельства существования древних ударных кратеров на Земле. Однако отголоски этих далеких ударов можно увидеть в присутствии «сферул», обнаруженных в древних породах; В результате сильных ударов были выброшены расплавленные частицы и пары, которые затем охлаждались и падали на землю, встраиваясь в скалу в виде небольших сферических стеклянных частиц. Чем сильнее удар, тем больше эти частицы распространятся от места удара, поэтому глобальное распределение толстого сферического слоя показывает огромное влияние.
Исследователь д-р Симона Марчи из Юго-Западного исследовательского института (Боулдер, Колорадо, США) сказала:
«Мы разработали новую модель ударного потока и сравнили ее со статистическим анализом данных о древнем слое сфер. При таком подходе мы обнаружили, что современные модели ранней бомбардировки Земли сильно недооценивают количество известных ударов, зафиксированных слоями сфер. Реальный ударный поток мог быть в 10 раз выше, чем считалось ранее, в период между 3,5 и 2,5 миллиардами лет назад. Это означает, что в тот ранний период мы, вероятно, подвергались ударам размером с Чиксулуб в среднем каждые 15 миллионов лет. Настоящее зрелище!»
«По мере того, как мы углубляем наше понимание ранней Земли, мы обнаруживаем, что космические столкновения похожи на пресловутого слона в комнате. Им часто пренебрегают, поскольку нам не хватает подробных сведений об их количестве и величине, но вполне вероятно, что эти энергетические события коренным образом изменили поверхность Земли и эволюцию атмосферы».
Например, один из результатов, на который мы смотрим, — это попытаться понять, могли ли эти воздействия повлиять на выделение атмосферного кислорода. Мы обнаружили, что уровень кислорода резко колебался в период интенсивных ударов. Учитывая важность кислорода для развития Земли и даже для развития жизни, его возможная связь с столкновениями интригует и заслуживает дальнейшего исследования. Это следующий этап нашей работы».
Комментируя это, доктор Розали Тостевин из Кейптаунского университета сказала:
«Эти сильные удары наверняка вызвали бы некоторые сбои. К сожалению, сохранились лишь немногие породы из столь далекого прошлого, поэтому прямые свидетельства ударов и их экологических последствий неоднородны. Модель, предложенная доктором Марчи, помогает нам лучше понять количество и размер столкновений на ранней Земле».
«Некоторые химические маркеры предполагают, что в ранней атмосфере были «запахи» кислорода до того, как около 2,5 миллиарда лет назад произошло постоянное повышение. Но ведутся серьезные споры о значении этих «запахов» и о том, имели ли они вообще место. Мы склонны сосредотачиваться на недрах Земли и эволюции жизни как контроле над кислородным балансом Земли, но бомбардировка камнями из космоса представляет собой интригующую альтернативу».
