Asteroidy mogły pomóc w powstaniu życia na Ziemi. Nowe badanie ujawnia rolę pradawnych zderzeń

Pradawne bombardowanie asteroid mogło odegrać kluczową rolę w powstaniu życia na Ziemi. Nowe badania wskazują, że uderzenia kosmicznych obiektów rozbijały skorupę ziemską i tworzyły warunki sprzyjające powstawaniu pierwszych związków chemicznych niezbędnych dla narodzin życia.

Asteroidy zmieniały skorupę młodej Ziemi

Asteroidy i planetozymale (małe ciała niebieskie zbudowane ze stałej materii, będące zalążkami planet tworzących się we wczesnym etapie ewolucji układów planetarnych) regularnie bombardowały Ziemię między około 4,6 miliarda a 3,5 miliarda lat temu, podczas eonów hadeiku i archaiku. Ponieważ niewiele skał ma dziś więcej niż 4 miliardy lat, wiedza naukowców o tym, jak wyglądało wówczas środowisko Ziemi, jest ograniczona. Jednak próbki z Księżyca i jego pokryta kraterami powierzchnia wskazują, jak często mogło dochodzić w tym czasie do kosmicznych kolizji.

Wczesne uderzenia asteroid odpowiadały za znaczące zmiany w skorupie ziemskiej, która była wówczas głównie bazaltowa. Fale uderzeniowe powstałe podczas kolizji rozbijały ją i zwiększały jej porowatość, umożliwiając płynom i gazom przemieszczanie się przez skały. Wcześniejsze badania sugerowały, że powstałe w ten sposób systemy hydrotermalne mogły zapewnić odpowiednie środowisko dla powstania i ewolucji wczesnego życia na naszej planecie.

Symulacje pokazują skutki uderzeń sprzed miliardów lat

W ramach nowego badania naukowcy pod kierownictwem Amandy M. Alexander z Southwest Research Institute przyjrzeli się bliżej temu, w jaki sposób uderzenia asteroid w powierzchnię Ziemi podczas hadeiku i archaiku umożliwiały przepływ płynów i gazów przez środowiska skorupy ziemskiej. Planetolodzy stworzyli rozbudowany zestaw symulacji zderzeń przy użyciu zaawansowanego programu znanego jako iSALE, zmieniając parametry takie jak grubość bazaltowej skorupy, gradienty geotermiczne (parametr opisujący zmiany temperatury Ziemi wraz z głębokością) oraz obecność lub brak oceanu o głębokości 5 kilometrów. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „AGU Advances”.

Symulacje pokazały, jak kolizje na powierzchni kształtowały przepuszczalność skorupy. Następnie badacze wykorzystali model danych dotyczących pradawnego bombardowania, aby zrozumieć łączne skutki powtarzających się uderzeń w dłuższym czasie.

Kosmiczne zderzenia mogły sprzyjać powstaniu życia

Jak opisują naukowcy, wyniki wskazały, że przed 4,3 miliarda lat temu uderzenia mogły sprawić, że skorupa była znacznie bardziej przepuszczalna, szczególnie w jej górnych 8 kilometrach. Na podstawie symulacji badacze wywnioskowali, że wielkość przepuszczalnych obszarów zależała od energii uderzenia, a gradienty geotermiczne i skład skał w skorupie wpływały na stopień fragmentacji po zderzeniu. Takie porowate obszary mogły stanowić środowisko sprzyjające chemii prebiotycznej, czyli procesom chemicznym prowadzącym do powstania pierwszych związków niezbędnych dla narodzin życia we wczesnej skorupie Ziemi.

Zdaniem planetologów było to pierwsze kompleksowe badanie dotyczące przepuszczalności skorupy wczesnej Ziemi wywołanej przez uderzenia obiektów kosmicznych. Jak wskazują, wyniki dostarczają nowego sposobu oceny tego, jak bombardowanie wpływało na cyrkulację hydrotermalną oraz zmiany geochemiczne podczas hadeiku i archaiku, co może pomóc lepiej zrozumieć pochodzenie i rozwój życia na najwcześniejszym etapie historii Ziemi.

Emil Gołoś