کشف شواهد قاطع از قدیمیترین دهانه برخوردی زمین با عمر سه میلیارد سال
دانشمندان استرالیایی سرانجام شواهد محکمی از قدیمیترین برخورد شناختهشده شهابسنگ با زمین پیدا کردهاند؛ حادثهای که حدود سه میلیارد سال پیش رخ داد و رد آن هنوز در سنگهای باستانی غرب استرالیا دیده میشود. این کشف میتواند اطلاعات ارزشمندی درباره دوران آغازین شکلگیری زمین و نخستین مراحل پیدایش حیات در اختیار دانشمندان قرار دهد.
به گزارش گاردین، محققان دانشگاه کرتین استرالیا با استفاده از روشهای پیشرفته، سن دهانه برخوردی معروف به نورث پول دوم در منطقه پیلبارا در غرب استرالیا را اندازهگیری کردند.
رویداد مورد بحث در دوران آرکئن رخ داد؛ دورهای میان ۴ تا ۲٫۵ میلیارد سال پیش که زمین کاملاً با امروز تفاوت داشت. در آن زمان، نخستین قارهها تازه در حال شکلگیری بودند و حیات فقط به صورت موجودات میکروسکوپی بسیار ساده وجود داشت.
پژوهشگران با استفاده از دو روش مستقل و بررسی کانیهای زیرکن و آپاتیت، زمان وقوع برخورد باستانی را با دقت تعیین کردند
کریس کرکلند، زمینشناس دانشگاه کرتین و سرپرست پژوهش، میگوید سنگهای منطقه غرب استرالیا مانند کپسول زمان عمل میکنند و اطلاعاتی را از اعماق تاریخ زمین حفظ کردهاند. او میگوید: «در سراسر جهان مکانهای بسیار کمی وجود دارد که بتوانند چنین تصویر روشنی از میلیاردها سال پیش زمین در اختیار ما قرار دهند. به همین دلیل این منطقه از نظر علمی اهمیت فوقالعادهای دارد.»
تا پیش از این، قدیمیترین دهانه برخوردی شناختهشده زمین، دهانه یارابوبا در غرب استرالیا بود که حدود ۲٫۲ میلیارد سال قدمت داشت. اما بررسیهای جدید نشان میدهد نورث پول دومل حدود سه میلیارد سال عمر دارد و بنابراین قدیمیترین دهانه برخوردی شناختهشده روی زمین به شمار میرود.
یکی از چالشهای اصلی این بود که چگونه میتوان زمان برخوردی را که میلیاردها سال پیش رخ داده، با دقت تعیین کرد. پژوهشگران برای اطمینان از نتیجه، از دو روش کاملاً مستقل استفاده کردند و در هر دو به پاسخ مشابه رسیدند.
پژوهشگران در روش نخست، بلورهای بسیار ریز زیرکن را که داخل سنگهای بازالتی قرار داشتند، بررسی کردند. هنگام برخورد شهابسنگ، دمای بسیار بالا و فشار فوقالعاده شدید باعث شد این بلورها دوباره متبلور شوند و شکل آنها تغییر کند. نتیجه این فرایند، ساختارهایی شاخهای و عجیب بود که پژوهشگران آنها را به صاعقههای کوچک تشبیه کردهاند.
چنین ساختارهایی تقریباً فقط در دهانههای برخوردی دیده میشوند و حتی روی سطح ماه نیز شناخته شدهاند. دانشمندان با استفاده از دستگاهی بسیار دقیق سن این بلورها را اندازهگیری کردند و دریافتند این تغییرات حدود سه میلیارد سال پیش رخ داده است. برای اطمینان بیشتر، آنها سراغ کانی دیگری به نام آپاتیت رفتند.
- ردپای باستانیترین برخورد شهابسنگی زمین؛ اثری از فاجعه کیهانی ۳٫۵ میلیارد ساله19 اسفند 03مطالعه '3
- سیارک قاتل دایناسورها دهانه برخوردی خود را تا ۸ میلیون سال داغ نگه داشت17 روز قبلمطالعه '3
پس از برخورد شهابسنگ، گرمای شدید و عبور سیالات داغ باعث ایجاد شکافهایی در سنگها شد و بلورهای آپاتیت در این شکافها رشد کردند. وقتی دانشمندان سن این بلورها را اندازهگیری کردند، تقریباً همان عدد قبلی، یعنی حدود سه میلیارد سال به دست آمد. همین همزمان بودن نتایج، اعتماد پژوهشگران را به درستی تاریخ این برخورد بسیار بیشتر کرد.
به گفته کرکلند، زمین سه میلیارد سال پیش شباهت چندانی به سیاره امروزی نداشت. بخش زیادی از سطح سیاره را اقیانوسها پوشانده بودند و خشکیهای امروزی هنوز شکل نگرفته بودند. خورشید از امروز کمنورتر بود، ماه در فاصله نزدیکتری از زمین قرار داشت و تنها شکل حیات، کلنیهایی از میکروبهای فتوسنتزکننده موسوم به استروماتولیتها بودند. استروماتولیتها ساختارهایی هستند که توسط سیانوباکتریها ساخته میشوند و از قدیمیترین شواهد حیات روی زمین به شمار میروند.
بروس شیفر، زمینشیمیدان دانشگاه مککواری که در پژوهش مشارکت نداشت، توضیح میدهد در میلیاردها سال نخست تاریخ زمین، سیاره ما بارها هدف برخورد شهابسنگها قرار گرفته بود. اما برخلاف ماه، سطح زمین همواره در حال تغییر است. فرسایش، فعالیت آتشفشانی، حرکت صفحات تکتونیکی و فرورانش باعث شدهاند بیشتر آثار این برخوردهای باستانی از بین بروند.
شیفر میگوید این تحقیق شبیه حلکردن پرونده جنایی قدیمی است. پژوهشگران دو سرنخ مستقل در اختیار داشتند؛ یکی تغییر شکل بلورهای زیرکن و دیگری تشکیل بلورهای آپاتیت. هر دو سرنخ دقیقاً به یک زمان اشاره میکردند و همین موضوع، قویترین مدرک برای تعیین سن واقعی این برخورد است.
پژوهش در ژورنال Geology منتشر شده است.