Oamenii de știință de la Institutul de Cercetare Southwest (SwRI) au privit dintr-o perspectivă nouă începuturile violente ale Pământului și au constatat că impacturile antice ale asteroizilor ar fi putut juca un rol-cheie în transformarea planetei într-un loc locuibil. Modelele lor computerizate sugerează că aceste coliziuni repetate au făcut mult mai mult decât să remodeleze suprafața tinerei planete: ele au generat și Rețea subterană de fisuri prin care circulă apă la temperaturi foarte ridicate, încălzită de căldura internă a planetei și îmbogățită cu minerale extrase din roci, creând un mediu ideal pentru reacții chimice complexe. extinse — medii cu apă fierbinte care ar fi putut oferi condițiile potrivite pentru apariția vieții.
Înțelegerea acestui mecanism schimbă complet modul în care privim Pământul primitiv: craterele de impact nu au fost simple cicatrici geologice, ci primele incubatoare subterane capabile să susțină chimia prebiotică. Pentru a ajunge la aceste concluzii, cercetătorii au modelat istoria timpurie a impacturilor de asteroizi asupra Pământului. Simulările au arătat că aceste coliziuni puternice au fracturat scoarța planetei, deschizând căi subterane poroase prin care apa putea circula în straturile ei superioare.
Echipa a folosit un cod sofisticat de fizică a șocurilor, capabil să simuleze felul în care impacturile de mare viteză sparg roca solidă și creează regiuni permeabile. Este primul studiu cuprinzător care cuantifică modul în care impacturile de asteroizi au generat permeabilitatea — o proprietate esențială, care a permis fluidelor să se deplaseze prin scoarța Pământului primitiv.
„Această modelare este atât inovatoare, cât și crucială pentru înțelegerea primelor medii din care ar fi putut apărea viața. Deși adesea considerat catastrofal în contextul extincției dinozaurilor, bombardamentul cu asteroizi a fost, de asemenea, probabil esențial pentru crearea mediilor propice chimiei prebiotice.”, a declarat Amanda Alexander de la SwRI, prima autoare a unui articol din AGU Advances care descrie cercetarea, citată de publicația Science Daily.
Chimia prebiotică se referă la acele reacții care au transformat moleculele anorganice simple în compușii organici complecși necesari vieții. În fisurile poroase create de asteroizi, apa fierbinte și mineralele au oferit energia exactă pentru aceste reacții timpurii.
Ce rol au avut asteroizii în apariția vieții pe Pământ?
Pământul s-a format în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani și a intrat curând într-o eră de bombardament intens cu asteroizi. Aceste impacturi de mare viteză au spulberat volume enorme de rocă de sub suprafață, vaporizând materialul și împrăștiind rocă topită pe întreg peisajul.
Căldura imensă degajată de fiecare coliziune, combinată cu căldura geotermală naturală a planetei, a împins probabil apa fierbinte prin scoarța proaspăt fracturată. Sistemele hidrotermale rezultate — comparabile cu rețeaua de gheizere din jurul Parcului Național Yellowstone — ar fi putut crea condiții favorabile pentru originea și evoluția timpurie a vieții.
Pentru a înțelege mai bine acest proces, cercetătorii au simulat impacturi de asteroizi cu o gamă variată de dimensiuni și viteze. Au testat totodată diferite compoziții ale scoarței și diferite condiții de temperatură, înainte de a calcula cât de multă scoarță fracturată și permeabilă la apă a produs fiecare impact.
Potrivit simulărilor, un singur impact de mare amploare din această perioadă timpurie ar fi putut declanșa o activitate hidrotermală de până la 100 de ori mai intensă decât cea observată astăzi în regiunea Yellowstone.
„Deoarece viața ar fi putut să-și aibă originea sau să evolueze în medii hidrotermale, este important să înțelegem și să cuantificăm generarea acestor sisteme prin impacturi asupra Pământului primitiv”, a spus Alexander, care a subliniat că vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a defini mai bine caracteristicile acestor sisteme hidrotermale antice.
Efecte de lungă durată asupra scoarței terestre
Modelele indică faptul că volumul de rocă fracturată și permeabilă creat de un impact depindea în principal de energia coliziunii, la rândul ei determinată de dimensiunea și viteza asteroidului. În același timp, gradul de Capacitatea unui strat de rocă solidă de a acționa ca un burete după ce a fost puternic fracturat, permițând fluidelor (apei fierbinți) să circule liber prin porii și crăpăturile sale. al acelor regiuni fracturate era influențat de Rata cu care temperatura rocilor crește pe măsură ce coborâm în adâncimea scoarței terestre. Pe Pământ, în medie, temperatura crește cu aproximativ 30°C pentru fiecare kilometru adâncime. al Pământului și de compoziția scoarței. Cercetătorii au inclus, de asemenea, estimări privind frecvența cu care au avut loc aceste impacturi.
„Folosind un model al istoriei bombardamentelor pentru a deduce efectele cumulative ale impacturilor recurente, estimăm că stratul superior de 5 mile (8 kilometri) al scoarței terestre era probabil foarte permeabil în urmă cu 4,3 miliarde de ani și că o porțiune semnificativă din acest volum ar fi putut rămâne permeabilă până în urmă cu 3,5 miliarde de ani. Aceste rezultate arată că impacturile au jucat un rol esențial în determinarea schimbărilor hidrotermale ale scoarței terestre timpurii, cu consecințe importante pentru evoluția geochimică a mediilor apropiate de suprafață.”, a spus Alexander.
Astfel, era de bombardament intens din istoria timpurie a planetei, deși inospitalieră la prima vedere, pare să fi fost scânteia geologică vitală de care Pământul avea nevoie pentru a deveni un mediu propice vieții.
Materialele prezentate au fost furnizate de Institutul de Cercetare Southwest, SUA.
Ce s-a mai descoperit în Univers?
Cercetătorii au descoperit sute de „aminoacizi extratereștri” care nu au mai fost observați până acum pe Pământ
Uranus și Neptun ar putea conține mult mai puțină gheață decât se credea
O forță ascunsă a materiei întunecate ar frâna creșterea structurilor cosmice, nu ar accelera-o
Roverul Curiosity a găsit pe Marte un câmp de fracturi poligonale care se întinde până la orizont
