De aarde heeft tijdens zijn lange geschiedenis verschillende 'sneeuwbal'-fasen doorgemaakt.
(Afbeelding: © NSF)
Wetenschappers hebben de oudst bekende inslagkrater geïdentificeerd Aarde - en de oude structuur zou ons kunnen vertellen hoe onze planeet is voortgekomen uit een lang geleden bevroren fase.
Yarrabubba-krater, een geologisch kenmerk van 70 kilometer breed (70 kilometer) in West-Australië, is 2,229 miljard jaar oud, plus of minus 5 miljoen jaar, meldt een nieuwe studie. Dat is ongeveer de helft leeftijd van de aarde zelf en 200 miljoen jaar ouder dan de vorige recordhouder, de 300 kilometer brede Vredefort Dome in Zuid-Afrika.
Intrigerend genoeg lijkt de Yarrabubba-impact te hebben plaatsgevonden op het moment dat onze planeet uit een "Sneeuwbal aarde"periode, toen een groot deel van de planeet bedekt was met ijs. En dat is misschien geen toeval," zeiden de teamleden.
'De leeftijd van de Yarrabubba-impact komt overeen met de ondergang van een reeks van oude ijstijden, "zei co-auteur Nicholas Timms, universitair hoofddocent aan de School of Earth and Planetary Sciences aan de Curtin University in West-Australië, in een verklaring.
"Na de inslag zijn glaciale afzettingen gedurende 400 miljoen jaar afwezig in het gesteenterecord", voegde Timms eraan toe. 'Deze noodlottigheid suggereert dat de grote meteorietinslag mogelijk van invloed is geweest globaal klimaat."
Oude kraters zoals Yarrabubba zijn moeilijk te vinden op onze actieve aarde. Velen worden begraven wanneer korstplaten onder elkaar duiken en de meeste anderen worden door wind en water over de aionen weggesleten.
Inderdaad, "Yarrabubba ziet er niet eens meer uit als een krater", vertelde hoofdauteur Timmons Erickson, van NASA's Johnson Space Center in Houston en Curtin University's School of Earth and Planetary Sciences, aan Space.com.
Maar een ander team van wetenschappers - onder leiding van Francis Macdonald, nu hoogleraar geologie aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara - herkende Yarrabubba in 2003 als zodanig, dankzij metingen van magnetische afwijkingen in het gebied en de aanwezigheid van rotsen die zijn geschokt door een inslag .
Het was duidelijk dat de Yarrabubba-staking lang geleden plaatsvond, maar de exacte leeftijd was tot nu toe ongrijpbaar gebleven. In de nieuwe studie, die vandaag (21 januari) online in het tijdschrift is gepubliceerd Nature Communications, Analyseerden Erickson en zijn collega's kleine stukjes van Yarrabubba's geschokte rots.
De onderzoekers bestudeerden met name de monaziet- en zirkoonkorrels die door de impact werden herkristalliseerd, waarbij de hoeveelheden uranium, thorium en lood in elk van hen werden gemeten. Monaziet en zirkoon nemen gemakkelijk uranium op maar nemen geen lood op wanneer ze kristalliseren, en uranium en thorium vervallen radioactief in lood met bekende snelheden. Deze metingen vertelden het team dus hoe lang geleden die herkristallisatie plaatsvond.
Yarrabubba's leeftijd is intrigerend, want er gebeurde er 2.229 miljard jaar geleden veel. Bijvoorbeeld, fotosynthetiserende cyanobacteriën waren net begonnen met het pompen van grote hoeveelheden zuurstof in de atmosfeer van de aarde, wat een dramatisch proces op gang bracht dat bekend staat als de Geweldig oxidatie-evenement.
De planeet kwam ook uit een diepe bevriezing - een van de vele sneeuwbalfasen die de aarde heeft meegemaakt tijdens zijn 4,5 miljard jaar lange geschiedenis - rond de tijd van de Yarrabubba-impact. Om te zien of deze twee gebeurtenissen mogelijk verband hielden, voerden Erickson en zijn collega's computersimulaties uit van de Yarrabubba-staking.
Dit is geen gekke gedachte; tenslotte, de catastrofale, 66 miljoen jaar geleden dodelijke gevolgen voor dinosauriërs wordt verondersteld een groot deel van zijn vernietiging te hebben veroorzaakt door snelle en dramatische klimaatverandering.
De modellen van de onderzoekers sloegen een 7,7 mijl breed object (7 km) in een ijskoud West-Australisch landschap, een bedekt door een ijskap die varieerde van 1,2 mijl tot 3,1 mijl (2 tot 5 km) dik in verschillende runs. Ze ontdekten dat een dergelijke staking onmiddellijk tussen 23 kubieke mijl en 95 kubieke mijl (95 tot 240 kubieke km) ijs zou verdampen en tot een totale smelting van 1.300 kubieke mijl (5.400 kubieke kilometer) zou veroorzaken.
Dit suggereert dat tussen de 200 biljoen pond. en 440 biljoen pond. (90 biljoen tot 200 biljoen kilogram) waterdamp, een krachtig broeikasgas, werd direct na de Yarrabubba-inslag in de bovenste atmosfeer van de aarde gestraald.
Erick Er is onvoldoende bekend over de atmosferische structuur en samenstelling van de oude aarde om met vertrouwen te kunnen modelleren hoe deze injectie van waterdamp het klimaat zou hebben beïnvloed, benadrukten Erickson en zijn collega's.
'Desalniettemin, gezien dat de atmosfeer van de aarde ten tijde van de inslag slechts een fractie van het huidige zuurstofgehalte bevatte, blijft de mogelijkheid bestaan dat de klimatologische effecten van H2O-damp die onmiddellijk in de atmosfeer vrijkomt door een Yarrabubba-inslag wereldwijd significant kunnen zijn geweest, "schreven ze in het nieuwe studie.
Het ontdekken en dateren van extra oude kraters kan dergelijke vragen helpen beantwoorden. En er zouden meer van dergelijke functies moeten zijn om te vinden, zei Erickson. De aarde werd tenslotte in zijn jeugd getroffen door veel meer impactoren dan nu. (Overigens levert de nieuwe studie niet het bewijs op van de oudst bekende impact. Onderzoekers hebben uitwerpselen gevonden van gesteente dat door asteroïde of komeetaanvallen - die tot 3,4 miljard jaar oud zijn. Maar hun bijbehorende kraters zijn niet geïdentificeerd.)
En geologen zouden denkbaar ramen kunnen krijgen naar een nog dieper verleden dan dat van Yarrabubba, zei Erickson. Onderzoekers kunnen de ingewikkelde geschiedenis van de oudst bekende rotsen op aarde, die 4 miljard jaar oud zijn, waarschijnlijk niet ontwarren, zei hij, maar ze hebben misschien geluk met de oude kernen die bekend staan als cratons.
'Ze gaan terug tot 2,5 tot 3,5 miljard jaar oud', zei Erickson. 'Ik denk dat het theoretisch mogelijk is om inslagkraters te vinden in die leeftijdscategorie.'
- In Photos: The Impact Craters of North America
- Hoe het aardse leven terug zou kunnen komen van een steriliserende asteroïde-impact
- Earth Quiz: Ken je je planeet echt?
Mike Wall's boek over de zoektocht naar buitenaards leven, "Buiten'(Grand Central Publishing, 2018; geïllustreerd door Karl Tate), is nu uit. Volg hem op Twitter @michaeldwall. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.
