Раскопки, проведенные в ЮАР, показали, как пережила Земля мощнейший удар астероида размером с Эверест более 3 млрд лет назад. В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, говорится, что эта катастрофа не только не привела к вымиранию жизни, а способствовала процветанию бактерий, питавшихся железом.
Ученые посвящают множество исследований тому, как мощные удары метеоритов в прошлом изменяли облик Земли и влияли на развитие ее биосферы. Одним из известнейших импактных событий был взрыв астероида Чиксулуб, который привел к вымиранию летающих динозавров 66 млн лет назад. Однако куда раньше, в архейскую эру (4-2,5 млрд лет назад), после окончания так называемой Поздней тяжелой бомбардировки Земля куда чаще подвергалась ударам крупных астероидов. Считается, что в ту эпоху астероиды диаметром более 10 км падали на Землю примерно каждые 15 млн лет, но о последствиях этих катастроф для биоты до недавнего времени было не известно.
Лишь моделирование предсказывает, что удар астероида больше 440 км в поперечнике способен уничтожить бо́льшую часть биосферы Земли за счет полного испарения океана. Ученые под руководством Нади Драбон, специалиста по ранней геологии Земли из Гарвардского университета, решили выяснить, к каким последствиям привел один из крупнейших взрывов в истории Земли, который произошел 3,26 млрд лет назад. Это событие S2, как считается, вызвано столкновением с Землей огромного болида диаметром 37-58 км в районе Южной Африки. По оценкам специалистов, масса этого астероида размером с Эверест была в 50-200 раз больше массы Чиксулуба. Для ответа на свои вопросы ученые собрали и исследовали образцы осадочных пород, связанных с событием S2, и найденных в двух районах в ЮАР.
James Zaccaria
Ученые провели седиментологический, геохимический и радиоуглеродный анализ взятых пород, что позволило узнать о последствиях той катастрофы для земной биоты. «Представьте, что вы стоите на полуострове Кейп-Код (северо-восток США) на мелководье. Это спокойное место без сильных течений. И тут вдруг вы видите гигантское цунами, сметающее все и разрывающее морское побережье», — пояснила Драбон.
Ученые установили, что в результате цунами за счет выделения энергии испарилась верхняя часть океана Земли, нагрелась атмосфера планеты, а толстые облака пыли перекрыли солнечный свет и остановили процессы фотосинтеза.
Однако существовавшие на Земле бактерии оказались живучи, и вместо вымирания вскоре после катастрофы произошел бурный расцвет у одноклеточных бактерий, питавшихся фосфором и железом. Железо оказалось поднятым из глубин океана на мелководье за счет возникшего цунами, а фосфор был принесен самим астероидом — так произошло кратковременное процветание бактерий, ориентированных на поглощение железа.
«Мы привыкли воспринимать импактные события как разрушительные для жизни. Но это исследование показало, что они могли нести пользу, особенно в ранние эпохи.. эти столкновения могли позволять жизни процветать», — пояснила Драбон.
«Это увеличивает вероятность того, что падения гигантских метеоритов, обычно рассматриваемые, как причины разрушений и вымираний, несли кратковременную пользу для жизни в ранней истории Земли. Наша работа показала, что в глобальном плане ранняя жизнь могла выигрывать от притока питательных элементов и доноров электронов и создания новых условий в результате мощных импактных событий», — говорится в исследовании.