Один из самых больших взрывов жизни на Земле, возможно, был вызван астероидной пылью
Почти полмиллиарда лет назад произошло нечто загадочное, что спровоцировало одно из самых важных изменений в истории жизни на Земле. Внезапно произошел взрыв видов, причем биологическое разнообразие беспозвоночных животных увеличилось с очень низкого уровня до уровня, аналогичного тому, что мы видим сегодня.
Самое популярное объяснение этого «Великого ордовикского события биоразнообразия» заключается в том, что оно было результатом необычайно горячего охлаждения Земли и в конечном итоге привело к ледниковому периоду.
Но что на самом деле вызвало изменение температуры? В нашей новой статье, опубликованной в журнале Science Advances, мы показываем, что ее начало в точности совпало с крупнейшим документированным разрывом астероидов в поясе астероидов за последние два миллиарда лет, вызванным столкновением с другим астероидом или кометой.
Даже сегодня почти треть всех метеоритов, падающих на Землю, происходят из-за разрушения этого астероида шириной 150 километров между Юпитером и Марсом.
После этого события огромное количество пыли распространилось бы через солнечную систему. Блокирующий эффект этой пыли мог частично остановить попадание солнечного света на Землю, что привело к снижению температуры. Мы знаем, что это связано с изменением климата от более или менее однородного к разделению на климатические зоны - от арктических условий на полюсах до тропических условий на экваторе.
Большое разнообразие среди беспозвоночных , включая зеленые водоросли, примитивных рыб, головоногих и кораллов, стало адаптацией к новому климату.
Шведское морское дно
Наши данные получены в результате детальных исследований донных отложений ордовикского возраста (485-443 млн. Лет назад), обнаженных в Киннекулле на юге Швеции и на реке Линна, недалеко от Санкт-Петербурга в России.
В карьере в Киннекулле мы обнаружили более 130 «ископаемых метеоритов» - скал, которые упали на Землю в древнем прошлом, которые оказались в отложениях морского дна и сохранились так же, как окаменелости животных.
Все эти ископаемые метеориты, кроме одного до 20 см в диаметре, имеют одинаковый состав - все они представляют собой обломки от одного и того же столкновения. Действительно, они были сделаны из материала того же типа, что и большой астероид, который в то время разбился в поясе астероидов.
Другой метеорит, вероятно, происходит от меньшего тела, которое попало в большой астероид.
Известно, что столкновение астероидов произошло 466 млн лет назад. Это можно датировать, рассматривая изотопы (варианты химических элементов с различным количеством нейтронов в ядре) в недавно упавших метеоритах от распада Ордовского астероида.
Следовательно, ископаемые метеориты в карьере должны представлять материал, который был перенесен на Землю сразу после распада. И учитывая большое количество метеоритов, которые мы нашли на морском дне, мы можем оценить, что поток метеоритов к Земле должен был быть на несколько порядков выше, чем сегодня.
Но как мы узнаем, что эта бомбардировка создала огромное количество пыли, которая понизила температуру? Мы также изучали распределение очень мелкозернистой пыли микрометрового размера в осадочных толщах.
Мы могли бы определить, что он имел внеземное происхождение, обнаружив гелий и другие вещества, содержащиеся в отложениях, что можно было объяснить только тем, что солнечный ветер бомбардировал пыль, обогащая ее этими элементами на пути к Земле.
Наши результаты ясно показывают, что огромное количество мелкозернистой пыли достигло Земли вскоре после распада. И геологические данные показывают, что вскоре после того, как пыль прибыла, уровень моря резко упал во всем мире - начало ледникового периода. Это произошло потому, что морская вода была перенесена в высокие широты, где образовались большие ледяные щиты.
Результат был совершенно неожиданным - мы в течение последних 25 лет опирались на совершенно разные гипотезы с точки зрения понимания того, что произошло в этот период.
Например, в то время как мы подозревали, что событие диверсификации было так или иначе связано с распадом астероидов, мы полагали, что многие маленькие астероиды, которые также достигли Земли после распада, а не пыли, как-то связаны с изменениями. Только когда мы получили последние измерения гелия, все стало на свои места.
Урок для климатических исследований
Глобальное потепление продолжается как следствие выбросов углекислого газа, а повышение температуры является наибольшим в высоких широтах. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, мы приближаемся к ситуации, которая напоминает условия, которые существовали до столкновения с астероидом 466 миллионов лет назад. Очевидно, что продолжение этого маршрута не будет полезно для биоразнообразия.
В последнее десятилетие исследователи обсуждали различные искусственные методы охлаждения Земли в случае крупной климатической катастрофы. Одним из решений было бы разместить астероиды, очень похожие на спутники, на орбитах вокруг Земли таким образом, чтобы они непрерывно выделяли мелкую пыль и, следовательно, частично блокировали теплый солнечный свет.
Наши результаты впервые показывают, что такая пыль временами резко охлаждает Землю, давая надежду на то, что она может стать жизнеспособным искусственным решением. Наши исследования могут дать более подробное, эмпирическое понимание того, как это работает, что может быть использовано для создания и оценки компьютерных моделей таких событий.
Но в обозримом будущем нет другого способа решить проблему изменения климата, кроме как сократить наши выбросы углерода. В конечном счете, это единственный способ сохранить впечатляющий импульс в разнообразии жизни, который произошел все эти 466 миллионов лет назад.
Биргер Шмитц , профессор ядерной физики, Университет Лунда.
Эта статья переиздана из под лицензией Creative Commons.