Masywne uderzenia miały pozytywne skutki na całe życie.
Miliardy lat temu, na długo przed pojawieniem się życia, jakie znamy, meteoryty regularnie bombardowały planetę. Około 3,26 miliarda lat temu jedna z tych kosmicznych skał uderzyła w Ziemię i nawet dzisiaj odkrywa tajemnice dotyczące przeszłości Ziemi.
Nadja Drabon, geolog wczesnej Ziemi i adiunkt na Wydziale Nauk o Ziemi i Planetach na Harvardzie, jest nienasycona ciekawością, jak wyglądała nasza planeta w czasach starożytnych, obfitujących w bombardowania meteorytami, kiedy królowały tylko jednokomórkowe bakterie i archeony – i kiedy wszystko zaczęło się zmieniać. Kiedy pojawiły się pierwsze oceany? A co z kontynentami? Tektonika płyt? Jak te wszystkie gwałtowne uderzenia wpłynęły na ewolucję życia?
Spostrzeżenia z dużego uderzenia meteorytu
Nowe badanie w Postępowanie Narodowej Akademii Nauk rzuca światło na niektóre z tych pytań w odniesieniu do niepomyślnie nazwanego uderzenia meteorytu „S2”, które miało miejsce ponad 3 miliardy lat temu i na które dowody geologiczne znaleziono w Barbertona Greenstone’a pas dzisiejszej Republiki Południowej Afryki. Dzięki żmudnej pracy polegającej na zbieraniu i badaniu próbek skał oddalonych od siebie o centymetry oraz analizowaniu pozostawionej przez nie sedymentologii, geochemii i składu izotopów węgla, zespół Drabona rysuje najbardziej fascynujący obraz tego, co wydarzyło się w dniu, w którym meteoryt wielkości czterech Mount Everestów zapłacił Ziemia z wizytą.
„Wyobraź sobie, że stoisz u wybrzeży Cape Cod, na półce płytkiej wody. Jest to środowisko niskoenergetyczne, bez silnych prądów. Potem nagle gigantyczne tsunami, które przetacza się i niszczy dno morskie” – powiedział Drabon.
Meteoryt S2, szacuje się, że był nawet 200 razy większy od tego, który zabił dinozaury, wywołał tsunami, które zmieszało ocean i wyrzuciło śmieci z lądu na obszary przybrzeżne. Ciepło powstałe w wyniku uderzenia spowodowało odparowanie najwyższej warstwy oceanu, ogrzewając jednocześnie atmosferę. Gęsta chmura pyłu pokryła wszystko, blokując jakąkolwiek aktywność fotosyntetyczną.
Odporność życia w następstwie
Bakterie są jednak odporne i według analizy zespołu życie bakteryjne szybko odrodziło się po uderzeniu. Wraz z tym nastąpił gwałtowny wzrost populacji organizmów jednokomórkowych, które żywią się pierwiastkami: fosforem i żelazem. Żelazo prawdopodobnie zostało wyniesione z głębin oceanu do płytkich wód w wyniku wspomnianego tsunami, a fosfor został dostarczony na Ziemię przez sam meteoryt oraz w wyniku zwiększonego wietrzenia i erozji na lądzie.
Analiza Drabona pokazuje, że bakterie metabolizujące żelazo rozkwitłyby zatem bezpośrednio po uderzeniu. To przejście w stronę bakterii sprzyjających żelazu, jakkolwiek krótkotrwałe, jest kluczowym elementem układanki przedstawiającym wczesne życie na Ziemi. Według badań Drabona uderzenia meteorytów – choć podobno zabijają wszystko, co po nich następuje (w tym 66 milionów lat temu dinozaury) – niosą ze sobą pozytywne skutki na całe życie.
„Uważamy, że zdarzenia mające wpływ na życie są katastrofalne w skutkach” – powiedział Drabon. „Ale to badanie podkreśla, że skutki te przyniosłyby korzyści życiu, szczególnie na początku… mogłyby faktycznie umożliwić rozkwit życia”.
Wyniki te pochodzą z przełomowej pracy geologów, takich jak Drabon i jej uczniów, wędrujących po przełęczach górskich, w których znajdują się osadowe dowody wczesnych rozprysków skał, które wbiły się w ziemię i z czasem utrwaliły się w skorupie ziemskiej. Sygnatury chemiczne ukryte w cienkich warstwach skał pomagają Drabon i jej uczniom zebrać dowody na tsunami i inne kataklizmy.
Pas Barberton Greenstone w Republice Południowej Afryki, gdzie Drabon koncentruje większość swojej obecnej pracy, zawiera dowody na co najmniej osiem zdarzeń uderzeniowych, w tym S2. Ona i jej zespół planują dokładniej zbadać ten obszar, aby jeszcze głębiej zbadać Ziemię i jej historię związaną z obecnością meteorytów.
Odniesienie: „Efekt uderzenia gigantycznego meteorytu na środowisko powierzchniowe i życie paleoarcheanu”, Nadja Drabon, Andrew H. Knoll, Donald R. Lowe, Stefano M. Bernasconi, Alec R. Brenner i David A. Mucciarone, 21 października 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
DOI: 10.1073/pnas.2408721121
