Ciocnirea Chicxulub a pus scoarța Pământului în apă fierbinte timp de peste un milion de ani

Asteroidul care s-a izbit de Pământ în urmă cu 66 de milioane de ani a lăsat în urmă mai mult decât o moștenire de distrugere în masă. Acest impact a trimis, de asemenea, apă de mare supraîncălzită să se învârtească prin scoarța de dedesubt timp de mai bine de un milion de ani, revizuind chimic rocile. Sistemele hidrotermale transformatoare similare, lăsate în urma unor impacturi puternice mult mai devreme în istoria Pământului, ar fi putut fi un creuzet pentru viața microbiană timpurie pe Pământ, raportează cercetătorii pe 29 mai în Progresele științei.

Craterul masiv Chicxulub din Peninsula Yucatán din Mexic este amprenta unui ucigaș, probabil responsabil pentru distrugerea a peste 75% din viața de pe Pământ, inclusiv a tuturor dinozaurilor care nu sunt păsări (SN: 1/25/17). În 2016, o echipă de oameni de știință a făcut o călătorie istorică către craterul parțial scufundat, forând adânc în stâncă pentru a studia scena crimei din mai multe unghiuri.

Unul dintre acești cercetători a fost omul de știință planetar David Kring de la Institutul Lunar și Planetar din Houston. Cu o duzină de ani mai devreme, Kring găsise dovezi la Chicxulub că straturile de rocă care purtau semnele impactului – caracteristici revelatoare, cum ar fi cuarțul șocat și sferulele topite – au fost ulterior tăiate de filoane de minerale mai noi, cum ar fi cuarțul și anhidrita. Astfel de vene, se gândi Kring, sugerează că fluide hidrotermale fierbinți au circulat sub Chicxulub la ceva timp după impact.

Sistemele hidrotermale pot apărea acolo unde Pământul este activ din punct de vedere tectonic, cum ar fi acolo unde plăcile tectonice despart fundul mării sau unde penele de manta ca cele de sub Yellowstone se ridică în crustă. Roca topită care se ridică prin crustă în aceste regiuni supraîncălzește apa care circulă deja în interiorul crustei.

Dar Peninsula Yucatán este liniștită din punct de vedere tectonic și a fost de 66 de milioane de ani, spune Kring. Așadar, ca parte a Expediției 364 la Chicxulub a Programului Internațional de Descoperire a Oceanului, el și colegii săi au forat la 1.335 de metri sub inelul de vârf al craterului, o regiune circulară, muntoasă în interiorul vastului vas al craterului, și au recuperat miezuri lungi de sedimente și roci.

Echipa a analizat apoi mineralele găsite în miezuri. „A fost imediat evident că au fost modificate hidrotermic. A fost omniprezent și aparent”, spune Kring. Căldura intensă a apei de mare în circulație a provocat reacții chimice în rocă, transformând unele minerale în altele. Prin identificarea diferitelor tipuri de minerale, echipa a stabilit că temperatura inițială a fluidelor a fost mai mare de 300 ° Celsius, ulterior răcind la aproximativ 90 ° C.

Întreaga lungime a nucleelor ​​a arătat roci modificate chimic, dar simulările computerizate sugerează că alterarea hidrotermală de sub crater merge probabil mult mai adânc în scoarță, până la patru sau cinci kilometri. Zona alterată hidrotermic acoperă un volum de peste nouă ori mai mare decât cel al sistemului Yellowstone Caldera, spune Kring. Datele paleomagnetice sugerează că sistemul hidrotermal a durat mai mult de un milion de ani.

Miez de stâncă
Un miez de rocă și sediment extras din interiorul craterului de impact Chicxulub a scos la iveală cavități de dimensiuni centimetrice din roci care conțin minerale alterate hidrotermic. Aici, cavitățile minuscule din brecia de impact – un tip de rocă format din fragmente sparte cimentate împreună de sedimente cu granulație fină – conțin analcimă (cristale transparente), care se formează la temperaturi de aproximativ 200° Celsius și dachiardită (cristale roșii), care se formează la temperaturi. în jur de 250°C.D. Kring

Aceste condiții, spun cercetătorii, s-ar putea să fi fost, de asemenea, capabile să favorizeze o viață asemănătoare extremofililor care prosperă în bazinele de fierbere din Yellowstone. Pe lângă fluidele bogate în metale care ar putea oferi o sursă de energie pentru microbi, miezurile Chicxulub au dezvăluit că rocile erau atât poroase, cât și permeabile – cu alte cuvinte, pline cu colțuri și colțuri interconectate care ar fi putut fi adăposturi confortabile pentru microbi.

„Pare ca un habitat perfect”, spune Kring.

Kring a sugerat anterior că aceleași efecte distructive care anihilează viața pot crea, de asemenea, habitate atrăgătoare – nu doar pe Pământ, ci și eventual pe alte corpuri planetare, cum ar fi Marte. Și mai tentantă este posibilitatea ca sistemele hidrotermale, generate sub impacturile străvechi, să fi fost locul unde a început viața pe Pământ (SN: 3/1/13).

Dovezile din craterele lunare sugerează că Pământul a fost puternic bombardat de asteroizi în urmă cu aproximativ 3,9 miliarde de ani (SN: 18/10/04). Cele mai multe dintre acele cratere mai vechi de pe Pământ au dispărut de mult sau au fost modificate de reciclarea tectonică constantă a suprafeței Pământului (SN: 18/12/18). Deci, sistemul hidrotermal de sub Chicxulub oferă o fereastră către cum ar fi putut arăta de fapt astfel de sisteme mult mai profund în trecut, spune geofizicianul Norman Sleep de la Universitatea Stanford, care nu a fost implicat în studiu. „Arata realitatea procesului”, spune Sleep.

Noul studiu ar putea crea scena pentru posibilitatea ca viața să prospere sub un impact. Dar dacă o distribuție microbiană de personaje a fost de fapt prezentă sub Chicxulub este o întrebare pentru studii viitoare, spune Kring.

„Permiteți-mi să fiu clar: această lucrare nu are nicio dovadă de viață microbiană”, spune Kring. „Avem doar toate proprietățile sistemelor hidrotermale care susțin viața în altă parte de pe Pământ.”

Mediile antice care au furnizat apă, elemente chimice de construcție și energie „sunt candidați foarte promițători pentru găzduire [life’s] origini și evoluție timpurie”, spune astrobiologul NASA David Des Marais, care nu a fost implicat în studiu. Sistemele hidrotermale generate de impact nu sunt singurele astfel de medii; cercetătorii au prezentat, de asemenea, un argument convingător pentru izvoarele termale, spune Des Marais.

Aceasta este o dezbatere în curs de desfășurare, notează el, adăugând „Consider că sistemele hidrotermale sunt ținte de explorare foarte promițătoare pentru astrobiologie”.