Ученые считают, что поток внеземных бомбардировок оказал большое влияние на развитие поверхностной среды Земли в период ее формирования. Но из-за продолжающейся "перестройки" земной коры свидетельства самых ранних воздействий скудны. Группа австралийских исследователей сообщает, что им удалось обнаружить свидетельства столкновения, произошедшего 3,48 миллиарда лет назад - самого древнего из известных на сегодняшний день столкновений!
Активные тектонические движения Земли, эрозия и метаморфизм стерли следы "Великой поздней бомбардировки" - фазы Гадея около 4 миллиардов лет назад, в конце формирования Земли, во время которой должно было произойти значительное увеличение метеоритных или кометных ударов. Самой древней известной ударной структурой является кратер Яррабуба в Западной Австралии, возраст которого оценивается в 2,23 миллиарда лет. Но ни одной ударной структуры, датируемой археем, не выявлено.
Исследования ударных событий архейского периода были сосредоточены на слоях выбросов — фрагментах горных пород, выброшенных с места удара, — потому что они, как правило, лучше сохранились. Возраст самых старых месторождений ударных сферул, обнаруженных на сегодняшний день, составляет 3,47 и 3,45 миллиарда лет, и они были обнаружены в кратоне Пилбара в Австралии и кратоне Каапвааль в ЮАР соответственно. Группа австралийских ученых теперь утверждает, что обнаружила еще более старые свидетельства столкновения, возраст которых составляет 3,48 миллиарда лет!
Сферулы образуются во время падения метеорита: фрагменты расплавленной породы подбрасываются в воздух, затем остывают в виде маленьких шариков размером с булавочную головку, которые падают обратно на землю и со временем погребаются там. Исследуя керны из формации Дрессер кратона Пилбара (возраст около 3,48 млрд лет назад), взятые в 2019 году, ученые обнаружили слои, богатые сферулами.
Они сообщают об обнаружении четырех отдельных отложений толщиной от 0,2 до 8 сантиметров. Диаметр сферул варьируется от 0,15 до 1 миллиметра, но большинство из них имеют диаметр от 0,3 до 0,6 мм, сообщает группа. Их петрографический профиль типичен для ударных сферул: исследователи отметили гантелевидную форму и внутренние пузырьки (которые образуются при повторном застывании расплавленной породы). Внутренняя часть состоит из кварца, серицита и/или карбоната и оксида титана. Оболочка состоит в основном из титана, с некоторым количеством железа и бария.
Специалисты также отмечают присутствие минералов, называемых никель-хромовыми шпинелями - как в древних сферулах, найденных в Южной Африке, — а также иридия, причем в количествах, превышающих те, которые встречаются в земных породах; соотношение изотопов осмия типично для хондритовых метеоритов. Все эти характеристики указывают на то, что сферулы наверняка имеют внеземное происхождение.
"Предварительные текстурные и геохимические результаты указывают на ударное происхождение трех богатых сферулами слоев в скважине Дрессер 2019 года - это самое раннее свидетельство потенциального удара болида в геологической истории Земли", — заключают исследователи, которые проведут дальнейший анализ сферул и окружающих пород для более точного описания метеоритного удара.
Открытие было представлено на 54-й конференции по лунным и планетарным наукам, которая проходила в Техасе с 13 по 17 марта. Исследование еще не прошло рецензирование. Из-за тектонических движений и естественной эрозии земной коры доказательства падения метеоритов найти особенно трудно, а когда их находят, то обычно исследуют с особой тщательностью.
В 2012 году исследователи сообщили об обнаружении 100-километровой ударной структуры, датируемой 3 миллиардами лет назад, в архейском кратоне в Северной Атлантике, Гренландия. Однако это исследование вызвало много споров. Рассматриваемая структура, известная на местном уровне как структура Маниитсок, по мнению некоторых ученых, является результатом древних движений и деформаций тектонических плит. В исследовании, опубликованном в 2021 году, отмечается, что анализ более чем 5500 кристаллов циркона, взятых из этого места, не выявил никаких следов повреждений, обычно возникающих при таком ударе.
"Предложенные ранее геологические особенности, связанные с ударом, начиная от микроскопических структур в масштабе минералов и заканчивая макроскопическими структурами в масштабе месторождения, а также возраст и геохимия пород в районе Маниитсок, могут быть объяснены эндогенными (не ударными) процессами", — заключили авторы.
Кратер Яррабуба остается самой древней из известных на сегодняшний день ударных структур. Он был обнаружен в 2000-х годах благодаря своим геологическим и магнитным характеристикам. Моделирование столкновения предполагает, что это событие, произошедшее 2,3 миллиарда лет назад, могло вызвать серьезный парниковый эффект, нарушив климат Земли.