Геологи рассказали о выкипании океанов на заре возникновения жизни

Этот кратер в Аризоне поперечником в 1 200 метров и глубиной в 170 метров образовался в результате падения 50-метрового тела; новое исследование предполагает, что 3,3 миллиарда лет назад на планету могли падать тела диаметром в 20-100 километров

Фотография: Wikimedia Commons

Дональд Лове (Donald Lowe) из Стэнфордского университета и Гари Байерли (Gary Byerly) из Университета штата Луизиана проанализировали геологические отложения из Южной Африки возрастом в 3,3 миллиардов лет, и пришли к выводу, что в отдельные моменты той эпохи температура в данном районе Земли могла превышать венерианскую, а океаны временно понижали свой уровень за счет выкипания. Соответствующая работа опубликована в журнале Geology.

Близ южноафриканского Бабертона исследователи обнаружили в породах древностью в 3,29–3,23 миллиардов лет восемь геологических слоев, резко выделявшихся среди своих соседей. В них были найдены шарообразные капли скальных пород, которые могли образоваться лишь после частичного испарения и последующей конденсации. Часть рассмотренных геологами пород в то время была расположена в море, на глубине в десятки метров, возможно – до 100 метров. Несмотря на это, сразу вслед за образованием шариков в этих отложениях наблюдаются следы существенной эрозии, через какое-то время прекратившейся.

Геологи интерпретируют эти восемь слоев как следы падения нескольких (до восьми) крупных астероидов, которые произошли в течение периода длительностью не более 250 миллионов лет. Поскольку следов вулканической деятельности поблизости найдено не было, то капли скальных пород могли образоваться лишь после ударного разогрева окружающей среды, вызванного падением тел диаметром от 20 до 100 километров. Следы интенсивной эрозии, которая обычно не наблюдается на морском дне, авторы статьи связывают с возможным образованием цунами в результате падения таких астероидов. Кроме того, по мнению ученых, после роста температур до сотен градусов значительная часть мирового океана выкипела, из-за чего уровень моря понизился и обнажил бывшее дно. В таком состоянии оно было подвержено эрозии от обычных атмосферных процессов.

Условия для частичного испарения твердых пород и океанов, предполагаемые Лове и Байерли, довольно необычны. По их оценкам, весь комплекс наблюдаемых явлений может быть объяснен тем, что при столкновении с особо крупным астероидом океан в районе падения небесного тела перегревался и частично выкипал, при этом обеспечивая некоторое снижение своего уровня по всему миру. Через какое-то время водяной пар из атмосферы вновь остывал и конденсировался обратно в воду. Согласно предположениям ученых, после такого выкипания речь могла идти о снижении уровня моря на уровень от десятков метров до сотни метров – именно такой слой воды мог покрывать районы размещения части рассмотренных пород. Это соответствует выкипанию довольно значительных объемов морской воды. По их оценкам, для этого температура воздуха в районе падения небесного тела должна была превысить 500 градусов Цельсия на несколько недель после падения астероида, и не снижаться ниже 100 градусов Цельсия на протяжении года после столкновения.

Всего в проанализированных слоях были следы восьми столкновений с астероидами размерами, предположительно, крупнее 20 километров в поперечнике. При этом особо энергичные события, сопровождавшиеся частичным обнажением морского дна, могли быть следами падения астероидов диаметров от 50 до 100 километров. Считается, что Чиксулубский кратер, образовавшийся 65 миллионов лет назад в конце эпохи динозавров был образован в результате падения астероида диаметром в 10 километров, а поперечник челябинского метеороида не превышал 15 метров. Ранее предполагалось, что частые падения значительно более крупных астероидов на Землю в основном завершились после Поздней тяжелой бомбардировки (3,8-4,1 миллиардов лет назад).

На данный момент считается, что жизнь на Земле возникла не позднее 3,4 млрд лет назад. Лове с Байерли отмечают, что в проанализированных ими пластах также есть косвенные свидетельства примитивной жизни. Если это так, то условия ее существования в период падения тел подобных размеров были экстремальными. По мнению геологов, условия во всем мировом океане в такие моменты могли быть близки к условиям горячих геотермальных источников.


Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.