Гигантское падение метеорита 3,26 миллиарда лет назад могло способствовать развитию ранней жизни

Миллиарды лет назад, задолго до появления жизни в том виде, в котором мы ее знаем, на нашу планету часто падали метеориты. Один из таких космических камней упал около 3,26 миллиарда лет назад, и даже сегодня он раскрывает секреты о прошлом Земли.

Надя Драбон, геолог-раннеземлянин и доцент кафедры наук о Земле и планетах, испытывает неутолимое любопытство к тому, какой была наша планета в древние эпохи, изобиловавшие метеоритной бомбардировкой, когда на ней царствовали лишь одноклеточные бактерии и археи, и когда все это начало меняться. Когда появились первые океаны? А как насчет континентов? Тектоника плит? Как все эти сильные удары повлияли на эволюцию жизни?

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences , проливает свет на некоторые из этих вопросов в связи с метеоритным ударом, получившим неблагозвучное название «S2» и произошедшим более 3 миллиардов лет назад, геологические свидетельства которого обнаружены сегодня в Барбертонском зеленокаменном поясе Южной Африки.

Благодаря кропотливой работе по сбору и изучению образцов горных пород на расстоянии сантиметра друг от друга, а также анализу седиментологии, геохимии и изотопного состава углерода, которые они оставили после себя, команда Драбона рисует самую убедительную на сегодняшний день картину того, что произошло в тот день, когда Землю посетил метеорит размером с четыре Эвереста.

«Представьте, что вы стоите у берегов Кейп-Кода, на мелководье. Это низкоэнергетическая среда без сильных течений. И вдруг — гигантское цунами, проносящееся мимо и разрушающее морское дно», — говорит Драбон.

Метеорит S2, который, по оценкам, был в 200 раз больше того, что убил динозавров, вызвал цунами, которое перемешало океан и смыло обломки с суши в прибрежные районы. Тепло от удара привело к выкипанию верхнего слоя океана, а также к нагреву атмосферы. Густое облако пыли окутало все вокруг, закрыв любую фотосинтетическую деятельность.

Но бактерии выносливы, и после удара, согласно анализу команды, бактериальная жизнь быстро восстановилась. Вместе с этим произошел резкий скачок численности одноклеточных организмов, питающихся элементами фосфора и железа.

Железо, вероятно, было поднято из глубин океана на мелководье вышеупомянутым цунами, а фосфор был доставлен на Землю самим метеоритом и в результате усиления выветривания и эрозии на суше.

Анализ Драбона показывает, что бактерии, метаболизирующие железо, должны были процветать сразу после столкновения. Этот сдвиг в сторону железолюбивых бактерий, пусть и кратковременный, является ключевым моментом в картине ранней жизни на Земле. Согласно исследованию Драбона, столкновения с метеоритами, которые, как считается, убивают все на своем пути (включая динозавров 66 миллионов лет назад), несут в себе положительную сторону для жизни.

«Мы считаем, что столкновения с метеоритами губительны для жизни», — говорит Драбон. «Но в данном исследовании подчеркивается, что эти столкновения могли принести пользу жизни, особенно на ранних этапах… Эти столкновения, возможно, действительно способствовали процветанию жизни».

Эти результаты получены в результате кропотливой работы геологов, таких как Драбон и ее студенты, которые совершают походы в горные перевалы, где хранятся осадочные свидетельства ранних брызг горных пород, которые внедрились в землю и со временем сохранились в земной коре. Химические сигнатуры, скрытые в тонких слоях породы, помогают Драбон и ее студентам собрать воедино свидетельства цунами и других катаклизмов.

Зеленокаменный пояс Барбертон в Южной Африке, где Драбон проводит большую часть своей работы, содержит свидетельства по меньшей мере восьми импактных событий, включая S2. Она и ее команда планируют продолжить изучение этого района, чтобы еще глубже проникнуть в историю Земли и ее метеоритного происхождения.

Драбон подчеркивает, что такая работа требует не только научных знаний, но и физической выносливости и терпения. Каждое полевое исследование — это трудоемкий процесс, включающий в себя как сбор данных, так и их последующий анализ в лабораториях. Она отмечает, что результаты их исследований могут изменить представление о метеоритах и их влиянии на эволюцию жизни на Земле.

Важным аспектом работы Драбон является сотрудничество с интердисциплинарными командами, включающими геологов, биологов и химиков. Это позволяет создать более полное представление о тех сложных процессах, которые происходили в те ранние времена. Каждый новый фрагмент информации, собранный в ходе экспедиций, помогает разгадать загадки, которые до сих пор волнуют ученых.

Среди будущих планов команды Драбон — исследование других метеоритных событий и их воздействие на различные экосистемы. Каждый из этих анализов становится шагом к пониманию, как Земля пережила разные катастрофы и как они формировали пути эволюции, создавая многообразие живых существ, которое мы наблюдаем сегодня.