Каким-то образом на этом прекрасном голубом мраморе, который мы называем Землей, давным-давно возникло удивительное явление, которое мы называем жизнью, распространившись до тех пор, пока не покрыло почти каждый уголок планеты.
Одна из школ мысли предполагает, что интенсивная бомбардировка астероидами, которую Земля пережила около 4 миллиардов лет назад, сыграла роль в этом процессе – что без всех этих космических камней, врезавшихся в наш мир, нас бы сегодня здесь не было.
Теперь новое открытие в Южной Корее позволяет предположить, что эффект от падения астероидов мог быть даже более сложным, чем мы думали.
Под кратером, образовавшимся в результате массивного удара около 42 000 лет назад, группа под руководством геолога Чжэсу Лима из Корейского института геонаук и минеральных ресурсов (KIGAM) обнаружила несколько строматолитов.
Строматолиты — это слоистые структуры, построенные микробными матами, похожие на некоторые из древнейших известных свидетельств жизни на Земле.
Это открытие предполагает, что тепло, выделившееся при ударе, могло создать долговременную гидротермальную среду, похожую на горячие источники, в которой могли процветать микробные сообщества.
Возможно, в эпоху интенсивной бомбардировки миллиарды лет назад такие ударные кратеры могли создать бесчисленные временные убежища для ранней жизни на молодой Земле.
История происхождения жизни туманна; до сих пор неясно, когда именно и как неживые компоненты соединились таким образом, что запустили процессы, определяющие биологию.
Однако одна важная подсказка может быть найдена в строматолитах.
В нескольких местах по всему миру были найдены эти структуры — слоистые минеральные каркасы, построенные микробами, такими как цианобактерии и другие микроорганизмы, подобные кальций-карбонатным скелетам кораллов, — возраст которых достигает 3,5 миллиардов лет.
Это одни из древнейших свидетельств жизни, которые когда-либо предоставляла наша планета.
Но мы многого не знаем о том, как эти сообщества возникли и распространились. Понять это — все равно что попытаться мысленно представить пазл из 1000 кусочков, имея всего семь.
Бассейн Чокчон-Чоге в Хапчхоне, возможно, только что добавил еще несколько кусочков, поместив в контекст открытия, связанные с ударными кратерами, такими как Чиксулуб, где свидетельства микробных матов интерпретировались как материал, сметенный в кратер, а не как сообщества, сформировавшиеся там естественным путем.
Хотя бассейн является хорошо известной чашеобразной особенностью ландшафта Корейского полуострова, его идентичность как ударной структуры стала известна лишь недавно, как было показано в статье 2021 года.
Последующие анализы показали минеральные сигнатуры метеоритного материала, смешивающегося с земным материалом в бассейне, обратное моделирование его формы для понимания того, как произошел удар, использование радиоуглеродных методов для определения времени его образования, и определение того, что когда-то он содержал огромный объем воды.
Теперь, проводя раскопки под северо-западной частью кратера, Лим и его коллеги обнаружили множество строматолитов диаметром от 10 до 20 сантиметров (от 4 до 8 дюймов).
Уже было установлено, что ударный кратер может раздробить и нагреть земную кору в месте падения, создавая систему, в которой медленно рассеивающееся остаточное тепло нагревает воду, заполняющую образовавшийся бассейн, — гидротермальное ударное озеро.
Исследователи обнаружили, что эти строматолиты, вероятно, образовались именно в такой среде.
Команда проанализировала их минеральный состав и обнаружила следы элемента, называемого европием, который становится значительно более растворимым в горячих гидротермальных флюидах.
Европий обычно интерпретируется как признак прошлой гидротермальной активности; он представляет собой сильный сигнал, предполагающий, что озеро, которое когда-то заполняло бассейн Чокчон-Чоге, по своей природе было гидротермальным.
Другие сигнатуры подтверждают эту интерпретацию, такие как высокие уровни кальция, кальцита и серы, связанные с микробами, адаптированными к жаркой среде, которые были найдены в отложениях.
Радиоуглеродное датирование одного образца показало, что строматолиты образовались между 23 400 и 14 600 лет назад. Это указывает на то, что гидротермальное озеро существовало в течение нескольких десятков тысячелетий.
Это также дает представление о том, как ранняя Земля могла быть подготовлена для жизни.
Находка показывает, что удар астероида может случайно создать идеальный спа-курорт для микробов.
Если ранняя Земля была сильно усеяна кратерами от ударов астероидов во время ранней бомбардировки, прежде чем внутренняя часть Солнечной системы успокоилась, она могла быть домом для множества таких убежищ.
И вот здесь становится еще интереснее.
На ранней Земле не было много кислорода примерно до 2,4 миллиарда лет назад. Ученые считают, что появление первых фотосинтезирующих форм жизни, таких как цианобактерии, было по крайней мере частично ответственно за воздух, которым мы дышим сегодня.
Также есть свидетельства, предполагающие, что кислород мог быть побочным продуктом микробного метаболизма, который строил строматолиты.
Если это так, ранняя бомбардировка могла создать по всему миру карманы производства кислорода — то, что исследователи называют «кислородными оазисами».
«Это первое всестороннее доказательство, предполагающее, что строматолиты могли образовываться в гидротермальных озерах, созданных ударами астероидов», — говорит Лим. «Такие среды могли обеспечить благоприятные условия для ранних микробных экосистем».
Связано: Колоссальный удар 3 миллиарда лет назад, возможно, стимулировал жизнь на Земле
Это немного интерпретативно — текущие данные далеки от доказательства того, какую роль, если таковая была, строматолиты сыграли в насыщении Земли кислородом.
Но открытие также указывает на то, что жизнь на Земле могла возникнуть в результате комбинации относительно редких ингредиентов и событий, которые мы еще не нашли больше нигде во Вселенной.
Другие ударные кратеры на Земле необходимо тщательно изучить, чтобы определить, могли ли богатые строматолитами гидротермальные озера способствовать повышению уровня кислорода в атмосфере Земли.
Кроме того, этот результат предполагает, что еще есть надежда найти подобные сигнатуры в других местах. Ударные кратеры на Марсе, например, могут скрывать погребенные остатки строматолитов, которые еще предстоит обнаружить.
Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.
Статьи ScienceAlert написаны, проверены факты и отредактированы людьми, никогда не создавались ИИ. Не пропустите ни одной истории, подпишитесь здесь.
Таинственные землетрясения происходят как по часам – мы, наконец, можем узнать причину
Окаменелость, хранившаяся в музее десятилетиями, оказалась грозным новым хищником
Ученые наконец узнали, как рыба, состоящая только из самок, продолжает клонировать себя