Самый старый в мире ударный кратер был найден в Австралии. По словам исследователей, падение метеорита, которое привело к созданию кратера Яррабубба, произошло более двух миллиардов лет назад и, вероятно, закончилось одним из крупнейших оледенений на Земле.
В результате удара метеорита образовался кратер диаметром 70 километров, который известен под названием Яррабубба. Расположен он в западной части Австралии. Ученые из университета Кертина и Имперского колледжа Лондона определили его возраст. По их словам, столкновение космической скалы с нашей планетой произошло 2,229 миллиарда лет назад, что сделало Яррабуббу самым старым известным ударным кратером в мире.
Астероиды поражали нашу планету с момента ее образования. Благодаря постоянно меняющейся поверхности Земли после этих ударов остается мало следов. Но относительно стабильный австралийский ландшафт, вероятно, имеет самый старый из них. «Мы знали об этом кратере почти 20 лет, но никто не догадывался, что он настолько древний», - сказал Аарон Кавоси из Университета Кертин в Австралии. Результаты исследований команды были опубликованы в журнале Nature Communications.
Кратер Яррабубба
Ученые до сих пор идентифицировали около 190 крупных кратеров после метеорных ударов. Однако лишь немногие из них имеют очный возраст. Среди них был и кратер Яррабубба. - Оказалось, что он на 200 миллионов лет старше, чем самый старый из известных кратеров. До сих пор пальму первенства держал 200-километровый кратер Вредефорт в Южной Африке, - сказал Тиммонс Эриксон из Университета Кертин, также сотрудничающий с NASA.
Определение возраста столкновения астероида с нашей планетой, особенно такого, которое оставило после себя кратер диаметром несколько десятков или нескольких сотен километров, чрезвычайно важно из-за воздействия, которое эти события оказали на развитие окружающей среды и историю Земли. Можно упомянуть воздействие большого астероида на полуостров Юкатан 66 миллионов лет назад, которое привело к исчезновению динозавров.
- Ученые задаются вопросом, как метеорные удары могут быть связаны с образованием континентов. Мы также хотели бы знать, когда частота падений метеоритов упала до такой степени, что жизнь могла возникнуть и развиваться. Это большие вопросы, - сказал Эриксон.
Учитывая, что Земле 4,5 миллиарда лет, воздействие космической скалы, покинувшей после себя кратер Яррабубба, произошло примерно в середине его нынешнего возраста. Кратер настолько стар, что в настоящее время он не похож на типичные ударные кратеры. Четкие края или характерное поднятие в центре, а также другие элементы, которые когда-то определяли огромный кратер, со временем размывались из-за воздействия природных сил - ветра, дождей или движений тектонических плит.
Как определить возраст ударного кратера?
Исследователи определили возраст кратера на основе изучения горных пород вокруг места удара. Сила удара оставила след на камнях, который не стирался в течение миллиардов лет. - После того, как ударная волна проходит через камни, они сжимаются, как пружина. Когда происходит расширение, они сразу же нагреваются до температур выше, чем в вулкане. Это приводит к тому, что некоторые камни в центре удара испаряются, в то время как другие расплавляются при высоких температурах, часто выше 2000 градусов по Цельсию», - пояснил Кавози.
Ученые использовали электронный микроскоп, чтобы посмотреть на образцы горных пород, найденные возле кратера. Они особенно интересовались крошечными кристаллами циркония и монацита - каждый примерно шириной человеческого волоса - с текстурами, указывающими, что они были нагреты до очень высоких температур мощным ударом.
Эти минералы содержат небольшое количество урана, который постепенно распадается на свинец. Темпы этого распада известны исследователям. Однако, когда такие минералы подвергаются воздействию мощных сил и температур, как в случае удара астероида, они теряют свинец, который через некоторое время после удара снова начинает накапливаться. Таким образом, измеряя изотопы урана и свинца в этих минералах, мы можем рассчитать, когда они начали накапливаться, то есть сколько времени прошло с момента воздействия. Используя масс-спектрометрию, исследователи обнаружили, что воздействие произошло 2,229 миллиарда лет назад +/- 5 миллионов лет.
«Самое замечательное в этом проекте - то, что он показывает, как определить возраст древних, глубоко эродированных кратеров», - сказал Эриксон.
Падение метеорита закончилось периодом глобального оледенения Земли?
Весьма интригующе, что приблизительное время удара совпадает с серьезным изменением климата Земли. Тогда наша планета находилась в протерозойском периоде, а жизнь в то время состояла из простых многоклеточных организмов. Эти простые бактерии постепенно начали менять состав атмосферы, в которой ранее преобладали углекислый газ и метан. Атмосфера Земли постепенно насыщалась кислородом.
По мере повышения уровня кислорода температура снижалась. Затем появился лед, надолго погрузив Землю в свои объятия. Это так называемый глобальное оледенение. В другом исследовании ученые обнаружили, что это произошло около 2,45-2,22 миллиарда лет назад.
Исследователи полагают, что Земля была полностью покрыта льдом, когда астероид, ответственный за кратер Яррабабба, упал на поверхность. Чтобы понять влияние большого удара астероида на покрытый льдом мир, они использовали компьютерные модели, основанные на физике ударных волн. Таким образом, они хотели оценить, сколько льда попадет в атмосферу в виде водяного пара. Как оказалось, довольно много.
Результаты показывают, что если астероид диаметром 7 километров ударит по льду толщиной 5 километров, в атмосферу может попасть до 5 триллионов тонн водяного пара.
Водяной пар является сильным парниковым газом, но, по словам ученых, в то время мы мало что знаем о Земле, чтобы иметь возможность надежно оценить изменение климата, которое произошло в результате воздействия. В итоге климат согрелся. Это, конечно, только потенциальный сценарий. Точные климатические условия, преобладающие на нашей планете в то время, все еще обсуждаются. Несмотря на это, авторы публикации утверждают, что, учитывая тот факт, что атмосфера Земли в то время содержала лишь небольшую часть сегодняшнего кислорода, существует вероятность того, что внезапный выброс огромных количеств водяных паров в атмосферу мог оказать огромное влияние в глобальном масштабе.
Источник: Science Alert , The Conversation