Tuje življenje lahko uspeva v udarnih kraterjih

Vpliv na Zemljo

Nova študija pravi, da so lahko učinki sprva smrtonosni, vendar lahko njihovi kraterji kasneje zagotovijo življenjski prostor. (Zasluga za sliko: Don Davis/CORBIS)



Asteroid ali komet, ki se vleče v površino planeta, lahko pomeni pogubo za živa bitja, če pa udarec ni dovolj velik, da bi popolnoma zdesetkal prebivalce planeta, lahko krater na koncu zagotovi življenjski prostor. To je ugotovitev nove študije, ki jo je septembra na Evropskem kongresu planetarnih znanosti poročal Iain Gilmour z Odprte univerze v Združenem kraljestvu.



Če je območje, bogato z ledom ali vodo, žrtev udarca, bo kombinacija toplote in podtalnice ustvarila tisto, kar je znano kot hidrotermalni sistem. Poleg tega pri visokih temperaturah, kot so tiste, ki nastanejo ob trku, nastanejo številne kompleksne organske spojine, ki bi lahko bile predhodne molekule za življenje. Ta kombinacija bi lahko ustvarila sestavine, potrebne za življenje, kakršnega poznamo, zaradi česar bi zaradi vpliva vplivali habitati potencialni kandidat za rojstni kraj življenja na Zemlji .

Da bi habitat v kraterju ostal 'domači sladki dom', mora biti stalna oskrba z vodo in hranili. Življenjska doba hidrotermalnega sistema je prav tako ključna, saj bo toplota zaradi udarca sčasoma zbledela v njegovo okolico. [ 7 teorij o izvoru življenja ]



Napis: Krater Pingaluit v Kanadi je geološko mlad udarni krater z jezerom.

Napis: Krater Pingaluit v Kanadi je geološko mlad udarni krater z jezerom.(Zasluga za sliko: NASA)

Merjenje časa ohlajanja starodavnega kraterja lahko osvetli pomen takega bivališča v izvoru življenja in tudi preveri, kako lahko krater zagotovi bivalno nišo za mikrobno življenje na drugih planetih.



Krater Boltysh v Ukrajini je popolna tarča za takšno preiskavo, zato so Gilmour in njegovi sodelavci raziskali čas ogrevanja kraterja.

Krater, širok 15 milj (24 kilometrov), je nastal pred približno 65 milijoni let in je pred kraterjem Chicxulub-dimno pištolo zaradi udarca asteroida, ki je izbrisal dinozavri - za nekaj tisoč let. Kmalu po udarcu, ki je oblikoval krater Boltysh, je v njem nastalo jezero, ki je sčasoma odlagalo plasti sedimentov.

Leta 2008 sta Gilmour in njegova ekipa izvrtali vrtino globoko 596 metrov globoko za vzorčenje teh sedimentov in ugotovili, da je sedimentni zapis po udarcu v tem kraterju dobro ohranjen, kar je znanstvenikom omogočilo rekonstrukcijo toplotne zgodovine kraterja.



Merjenje temperature kraterja

Za prepričanje lahko uporabite različne tehnike sedimenti razkriti svojo preteklost. Ena od metod, ki so jih uporabili znanstveniki, je uporabila molekule, znane kot izomeri, ki imajo isto kemijsko formulo, vendar različne strukture.

Nekatere vrste izomerov so občutljive na toploto in raven izomerov se bo z določeno hitrostjo izčrpala, ko so v bližini vira toplote. Na dnu jedra kraterja Boltysh, ki vzorči plasti sedimentov, položenih neposredno nad mesto udarca, se ravni dveh različnih izomerov znatno znižajo. Toplotno razgradnjo izomerov je mogoče eksperimentalno izmeriti, zato je znano, da je bila temperatura jezera nekaj časa po udarcu med 167 in 482 stopinjami Fahrenheita (75 do 250 stopinj Celzija).

Ker se izomeri izčrpajo le v nekaj metrih jedra nad mestom udarca, je mogoče omejiti trajanje ogrevanja. Vendar izomeri ne morejo razkriti vira toplote, zato so za karakterizacijo ogrevanja po udarcu uporabili drugo eksperimentalno tehniko.

Ta tehnika je vključevala merjenje sestave nekaterih izotopov v karbonatih v sedimentih. Izotopi istega elementa imajo enako število protonov in elektronov, vendar različno število nevtronov. Medtem ko lahko različni izotopi doživljajo iste kemijske reakcije, bo hitrost reakcij pri nekaterih izotopih hitrejša. Na primer, izhlapevanje bo izčrpalo težje izotope, hkrati pa obogatilo lažje, pri čemer bodo ostale ravni izotopov.

Izhlapevanje jezera je močno odvisno od časa, ki je potreben, da voda priteče v jezero in iz njega, ta 'izpiralni čas' pa beležijo izotopi v jezerskih usedlinah. Čas izpiranja bo spremenila podtalnica, segreta od udarca, ki bo skozi razpoke vstopila v jezero. Izotopske sestave kraterja Boltysh lahko tako uporabimo za oceno časa segrevanja z opazovanjem, kako dolgo je voda v jezeru v interakciji s hidrotermalno podtalnico.

Krater Boltysh v Ukrajini ima dobro ohranjene sedimente, kar omogoča oceno časovnega obdobja ogrevanja po udarcu.

Krater Boltysh v Ukrajini ima dobro ohranjene sedimente, kar omogoča oceno časovnega obdobja ogrevanja po udarcu.(Zasluga za sliko: Jolley et al. (2010))

Sedimenti vsebujejo tudi majhne sledi vegetacije, spremembe vegetacije s časom pa so lahko povezane s spremembami v okolju. Flora na dnu jedra razkriva, da se je rastlina obnavljala nekaj tisoč let po udarcu Boltysh, dokler vpliv krede in paleogena ni uničil vegetacije skupaj z dinozavri. [ Izbriši: najbolj skrivnostna izumrtja zgodovine ]

Sedimenti beležijo tudi spremembe ogljika, ki sovpadajo z obdobjem segrevanja v prvih nekaj sto tisoč letih zgodnjega paleogena. Ti dogodki delujejo kot knjižni skladi, kar olajša datiranje sedimentov in s tem časovnega obdobja ogrevanja jezera.

Rezultati kažejo, da je hidrotermalni sistem v Boltyshu obstajal nekje med 30.000 in 40.000 let, in zdi se, da je prisotnost jezera znatno podaljšala čas ogrevanja.

Krater Haughton na severu Kanade, ki je podobne velikosti kot Boltysh, bi moral imeti za svoj hidrotermalni sistem primerljiv časovni okvir. Krater Haughton pa se je napolnil z jezerom šele milijone let po udarcu, dolgo po ohladitvi hidrotermalnega sistema, nato pa je bil njegov čas ogrevanja le 5000 let.

Nastanek a jezero in njegova dolgoživost sta lahko ključna dejavnika, da je krater dom za življenje.

Kraterji kot habitati v sončnem sistemu

'Časovno obdobje ohlajanja pri 30.000 do 40.000 letih ni tako dolgo, če pomislimo, da po mrazu morda ne bo ostal sposoben življenjski prostor,' je dejal Gilmour. 'Vprašanje se nato postavi glede kraterjenja toka na zgodnjih planetih in ali je ta tok dovolj za ustvarjanje medsebojno povezanih habitatov, vendar ne tako velik, da bi lahko izbrisal življenje.'

Prerez kraterja Tswaing v Južni Afriki prikazuje, kako je mogoče vzorčiti plasti sedimentov, ki so se nanesli s časom, z vrtanjem vrtine.

Prerez kraterja Tswaing v Južni Afriki prikazuje, kako je mogoče vzorčiti plasti sedimentov, ki so se nanesli s časom, z vrtanjem vrtine.(Zasluge za slike: Brandt, D., (1994), Brandt & Reimold (1999), Partridge & Reimold (1990))

Takšen čas ogrevanja kaže, da v zmerno velikih kraterjih segrevanje morda ni bilo dovolj pomembno, da bi uničilo vse obstoječe življenje, zato bi lahko preživelo mikrobno življenje.

Številni kraterji na Marsu so podobne velikosti, zato bi lahko ohranili zapis organske snovi, če bi ohranili sedimente, ki nosijo te podatke. To je del razloga, zakaj NASA -jev rover Curiosity trenutno brska po kraterju Gale na Marsu in išče znake preteklega habitata.

Krater, vklesan v pokrajino planeta, ni le prstni odtis lopovskega telesa sončnega sistema, ki je povzročil trčenje; ponuja tudi namige o vplivu na življenje po takem dogodku. Poznavanje trajanja ogrevanja kraterja Boltysh je torej korak naprej pri razumevanju vpliva trkov na življenje tako na Zemlji kot na drugih planetih.

Za to zgodbo je poskrbel Revija Astrobiology , spletna publikacija, ki jo sponzorira NASA astrobiološki program .