Древнейший кратер Земли показывает структурные изменения в земной коре

Опубликованы результаты анализа остатков самого древнего из известных ударных кратеров в мире. Это кратер от падения метеорита 2,29 миллиарда лет назад, расположенный в Яррабуббе, Западная Австралия.

Исследователи обнаружили доказательства того, что через трещины в скале, образовавшиеся после удара, текла горячая вода. Вероятно, энергия, высвободившаяся при ударе, растопила лед на поверхности. На самом деле, большая часть планеты в то время была покрыта толстым слоем льда.

Теплая вода в земле могла создать область, подходящую для формирования ранних форм жизни. Это исследование также имеет значение для понимания того, как образовались залежи металлических руд в земной коре и как они распределены.

Метеориты - ключевые игроки в истории Земли

Столкновение метеоритов может стать катаклизмом в истории планеты. Однако эти столкновения сыграли ключевую роль в зарождении жизни на Земле, и считается, что именно они принесли на планету некоторые очень металлосодержащие минералы.

Около 200 крупных мест падения метеоритов были задокументированы по всей планете. Самое древнее из них находится в Яррабубе, где более двух миллиардов лет назад космический камень врезался в континентальную кору. Поверхностный слой коры, образовавшийся около 2,65 миллиарда лет назад, был сильно изменен в результате удара.

В результате столкновения образовался кратер диаметром около 70 километров, который сегодня выглядит полностью размытым до неузнаваемости. Энергия, выделившаяся при столкновении, расплавила целые участки окружающей коры, состоявшей в основном из гранита.

В новом исследовании ученые более подробно рассмотрели, как удар этого метеорита изменил химический состав коры. Последствия метеоритных ударов не часто анализируются со всех сторон, но они могут оказаться важными для понимания всего спектра последствий.

Разгадки, скрытые в горных породах

Геологи изучают минералы, заключенные в горных породах, чтобы выяснить, что происходит внутри Земли, подобно тому, как детективы изучают улики на месте преступления, чтобы определить преступника.

Одним из видов улик, которые особенно интересуют геологов, являются изотопы. Изотоп - это атом любого химического элемента, который сохраняет тот же атомный номер, но имеет другую атомную массу. Проще говоря, это атомы одного и того же элемента с разным количеством нейтронов.

Различные изотопы элемента ведут себя одинаково в химических реакциях. Однако некоторые изотопы нестабильны и со временем радиоактивно распадаются на различные элементы.

Именно благодаря радиоактивному распаду мы можем определить возраст кратера Яррабуба и окружающих его пород. Зная скорость радиоактивного распада урана и зная, что он распадается на свинец, можно измерить соотношение между этими двумя элементами, чтобы точно определить возраст.

В некоторых минералах эти соотношения остаются неизменными с течением времени и не меняются. Таким образом, изотопные сигнатуры становятся мощным инструментом для отслеживания происхождения минералов.

Горячая вода сыграла ключевую роль

Ученые проанализировали изотопы свинца в минералах коры, окружающей кратер Яррабуба. В частности, были исследованы кристаллы полевого шпата, поскольку они содержат свинец, но не уран. Это важно, поскольку изотопы свинца, попавшие в ловушку в этой руде, отражают состав жидкости, в которой росли кристаллы руды.

Был обнаружен широкий спектр изотопных составов свинца, а также несколько минералов, содержащих уран, которые отложились в трещинах.

Единственное правдоподобное объяснение этих следов заключается в том, что в результате удара возникла сеть подземных горячих вод, которые проникли в поврежденные участки. Вода могла появиться в результате таяния ледяной шапки, покрывавшей зону удара.

Вклад метеоритов в формирование месторождений полезных ископаемых

Существование нагретой воды, образовавшейся в результате удара, является важным открытием в нескольких отношениях. Во-первых, такие системы могли способствовать формированию самых ранних форм жизни. Ведь на первобытной Земле столкновения с крупными метеоритами происходили гораздо чаще.

Каким-то образом эти бурные события могли помешать эволюции сложной жизни в пользу микробной жизни. Исследователи отмечают, что микробные сообщества могут процветать там, где тепло, вода и питательные вещества сочетаются с измельченной породой - условия, возникающие после падения крупного метеорита. Некоторые эксперты даже предположили, что ударные волны являются фундаментальным и необходимым компонентом для создания пригодной для жизни планеты.

Во-вторых, наблюдение за тем, как горячая вода, образовавшаяся в результате удара, переносит металлы, может помочь нам понять, как образуются месторождения минералов.

Однако места столкновений часто содержат более высокую концентрацию металлов, чем сам метеорит. Минеральные месторождения обычно образуются, когда металлы могут быть вытеснены жидкостями в геологической структуре, например, в трещине в скале.

Теперь ученым ясно, как удары метеоритов могут изменить химический состав местности. Если в горных породах-мишенях присутствуют минералы, то горячая вода, образовавшаяся в результате столкновения, может их перенести. Затем они оседают в трещинах, образовавшихся в результате удара, что приводит к образованию минеральных отложений.