Jorden har upplevt flera "snöboll" -faser under sin långa historia.
(Bild: © NSF)
Forskare har identifierat den äldsta kända slagkratern på Earth - och den forntida strukturen kunde berätta hur vår planet uppstod från en för länge sedan frysta fas.
Yarrabubba Crater, ett geologiskt drag på 70 mil (70 kilometer) i västra Australien, är 2.229 miljarder år gammalt, plus eller minus 5 miljoner år, rapporterar en ny studie. Det är ungefär hälften av jordens ålder själv och 200 miljoner år äldre än den tidigare rekordhållaren, den 190 mil breda (300 km) Vredefort-kupolen i Sydafrika.
På ett spännande sätt verkar Yarrabubba-påverkan ha inträffat precis som vår planet började komma ut ur en "Snowball Earth"period, då mycket av planeten var täckt av is. Och det kanske inte är en slump, sade studieteammedlemmarna.
"Åldern för Yarrabubba-påverkan matchar bortfallet av en serie av forntida glaciations, "medförfattare Nicholas Timms, lektor i School of Earth and Planetetary Sciences vid Curtin University i Western Australia, sade i ett uttalande.
"Efter påverkan är glaciala avlagringar frånvarande i bergrekorden i 400 miljoner år," tilllade Timms. "Denna öde av ödet antyder att den stora meteoritpåverkan kan ha påverkat globalt klimat."
Forntida kratrar som Yarrabubba är svåra att hitta på vår aktiva jord. Många blir begravda när jordskorpor dyker under varandra, och de flesta andra slitas bort av vind och vatten över eonerna.
Faktum är att "Yarrabubba inte längre ser ut som en krater", berättade studieförfattaren Timmons Erickson, från NASA: s Johnson Space Center i Houston och Curtin University's School of Earth and Planetetary Sciences, till Space.com.
Men ett annat team av forskare - under ledning av Francis Macdonald, nu geologiprofessor vid University of California Santa Barbara - erkände Yarrabubba som sådan redan 2003, tack vare mätningar av magnetiska avvikelser i området och närvaron av stenar chockade av en påverkan .
Det var tydligt att strejken i Yarrabubba inträffade för länge sedan, men dess exakta ålder hade förblivit svårt fram till nu. I den nya studien, som publicerades online idag (21 jan) i tidskriften Naturkommunikation, Erickson och hans kollegor analyserade små bitar av Yarrabubbas chockade rock.
Specifikt studerade forskarna korn av monazit och zirkon som omkristalliserades genom påverkan, mätande mängden uran, thorium och bly i varje. Monazit och zirkon tar lätt upp uran men inte bly när de kristalliseras, och uran och thorium sönderfaller radioaktivt till bly i kända hastigheter. Så dessa mätningar berättade för teamet hur länge sedan den omkristallisationen inträffade.
Yarrabubbas ålder är spännande, för mycket hände för 2.229 miljarder år sedan. Till exempel hade fotosyntetiserande cyanobakterier precis börjat pumpa stora mängder syre i jordens atmosfär och initierat en dramatisk process känd som Stor oxidationshändelse.
Planeten kom också ut ur en djupfrysning - en av flera snöbollfaser som jorden har upplevt under sin 4,5-miljarder-åriga historia - runt Yarrabubba-tiden. För att se om dessa två händelser kan ha anslutits, utförde Erickson och hans kollegor datorsimuleringar av strejken i Yarrabubba.
Detta är inte en galen tanke; ju det katastrofala, dinosaurdödande påverkan för 66 miljoner år sedan tros ha gjort mycket av dess förstörelse via snabba och dramatiska klimatförändringar.
Forskarnas modeller slängde ett 4,3 mil bredt föremål (7 km) i ett frigid västra australiensiskt landskap, ett täckt av en isplatta som sträckte sig från 1,2 mil till 3,1 mil (2 till 5 km) tjock i olika körningar. De fann att en sådan strejk omedelbart skulle förångas mellan 23 kubik miles och 58 kubik miles (95 till 240 kubik km) is och orsaka upp till 1.300 kubik miles (5.400 kubik km) total smältning.
Detta antyder att mellan 200 biljoner lbs. och 440 biljoner lbs. (90 biljoner till 200 biljoner kilogram) vattenånga, en potent växthusgas, sprängdes in i jordens övre atmosfär omedelbart efter Yarrabubba-påverkan.
Inte tillräckligt är känt om den forntida jordens atmosfäriska struktur och sammansättning för att säkert modellera hur denna injektion av vattenånga skulle ha påverkat klimatet, betonade Erickson och hans kollegor.
"Men med tanke på det Jordens atmosfär vid tidpunkten för påverkan innehöll endast en bråkdel av den nuvarande syrehalten, finns det fortfarande en möjlighet att de klimatkraftseffekter av H2O-ånga som släpps direkt ut i atmosfären genom en Yarrabubba-stor påverkan kan ha varit globalt betydande, "skrev de i den nya studie.
Att upptäcka och datera ytterligare antika kratrar kan hjälpa till att svara på sådana frågor. Och det borde finnas fler sådana funktioner där ute, sa Erickson. När allt kommer omkring, jorden blev pummeled av mycket fler påverkan i sin ungdom än den gör nu. (Förresten, den nya studien presenterar inte bevisen för den äldsta kända påverkan. Forskare har funnit ejekta bitar av sten som sprängts ut av asteroid eller komet strejker - som är upp till 3,4 miljarder år gamla. Men deras tillhörande kratrar har inte identifierats.)
Och geologer kan tänkas få fönster till ett ännu djupare förflutna än det som Yarrabubba gav, sade Erickson. Forskare kan förmodligen inte ta bort den komplicerade historien om de äldsta kända stenarna på jorden, som är 4 miljarder år gamla, sa han, men de kan ha lite tur med de gamla kärnorna kända som kratoner.
"De sträcker sig tillbaka till 2,5 till 3,5 miljarder år gamla," sade Erickson. "Jag tror, teoretiskt, är det möjligt att hitta slagkratrar i det åldersområdet."
- I foton: Nordamerikas inverkanskrater
- Hur jordlivet kunde komma tillbaka från en steriliserande asteroidpåverkan
- Earth Quiz: Känner du verkligen din planet?
Mike Walls bok om sökandet efter främmande liv, "Där ute"(Grand Central Publishing, 2018; illustrerad av Karl Tate), är ute nu. Följ honom på Twitter @michaeldwall. Följ oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
