Trái đất đã trải qua một số giai đoạn "quả cầu tuyết" trong suốt lịch sử lâu dài của nó.
(Ảnh: © NSF)
Các nhà khoa học đã xác định được miệng hố va chạm lâu đời nhất được biết đến trên Trái đất - và cấu trúc cổ xưa có thể cho chúng ta biết hành tinh của chúng ta xuất hiện như thế nào từ giai đoạn đóng băng từ lâu.
Một miệng núi lửa Yarrabubba, một đặc điểm địa chất rộng 43 dặm (70 km) ở Tây Úc, là 2,229 tỷ năm tuổi, cộng hoặc trừ 5 triệu năm, một báo cáo nghiên cứu mới. Đó là khoảng một nửa tuổi của trái đất chính nó và lớn hơn 200 triệu năm so với người giữ kỷ lục trước đó, Vredefort Dome rộng 190 dặm (300 km) ở Nam Phi.
Thú vị thay, tác động của Yarrabubba dường như đã xảy ra ngay khi hành tinh của chúng ta bắt đầu ra khỏi "Quả cầu tuyết"Thời kỳ, khi phần lớn hành tinh bị băng bao phủ. Và đó có thể không phải là sự trùng hợp ngẫu nhiên, các thành viên nhóm nghiên cứu cho biết.
"Thời đại của tác động của Yarrabubba phù hợp với sự sụp đổ của một loạt băng hà cổ, "Đồng tác giả Nicholas Timms, phó giáo sư tại Trường Khoa học Trái đất và Hành tinh tại Đại học Curtin ở Tây Úc, cho biết trong một tuyên bố.
"Sau tác động, tiền gửi băng hà vắng mặt trong hồ sơ đá trong 400 triệu năm," Timms nói thêm. "Vòng xoắn số phận này cho thấy rằng vụ va chạm thiên thạch lớn có thể đã ảnh hưởng khí hậu toàn cầu."
Các miệng núi lửa cổ đại như Yarrabubba rất khó tìm thấy trên Trái đất đang hoạt động của chúng ta. Nhiều người bị chôn vùi khi các tấm vỏ trái đất lặn xuống dưới nhau, và hầu hết những cái khác bị bào mòn bởi gió và nước trên các eons.
Thật vậy, "Yarrabubba thậm chí không còn trông giống như một miệng núi lửa", tác giả chính của nghiên cứu Timmons Erickson, từ Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA ở Houston và Trường Khoa học Trái đất và Hành tinh thuộc Đại học Curtin, nói với Space.com.
Nhưng một nhóm các nhà khoa học khác - dẫn đầu bởi Francis Macdonald, hiện là giáo sư địa chất tại Đại học California Santa Barbara - đã công nhận Yarrabubba trở lại như vậy vào năm 2003, nhờ các phép đo dị thường từ trong khu vực và sự hiện diện của đá bị sốc do tác động .
Rõ ràng là cuộc đình công của Yarrabubba đã xảy ra từ lâu, nhưng tuổi chính xác của nó vẫn còn khó nắm bắt cho đến bây giờ. Trong nghiên cứu mới, được công bố trực tuyến ngày hôm nay (21 tháng 1) trên tạp chí Truyền thông tự nhiên, Erickson và các đồng nghiệp đã phân tích những mảnh đá nhỏ gây sốc của Yarrabubba.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các hạt monazite và zircon được kết tinh lại bởi tác động, đo lượng uranium, thorium và chì có trong mỗi loại. Monazite và zircon dễ dàng hấp thụ uranium nhưng không dẫn đầu khi chúng kết tinh, và uranium và thorium phân rã phóng xạ thành chì với tốc độ đã biết. Vì vậy, các phép đo này đã nói với nhóm nghiên cứu về việc tái kết tinh xảy ra cách đây bao lâu.
Thời đại của Yarrabubba rất hấp dẫn, bởi vì rất nhiều thứ đã xảy ra cách đây 2,229 tỷ năm. Ví dụ, vi khuẩn lam quang hợp đã bắt đầu bơm một lượng lớn oxy vào khí quyển Trái đất, bắt đầu một quá trình kịch tính được gọi là Sự kiện oxy hóa tuyệt vời.
Hành tinh này cũng đã thoát khỏi tình trạng đóng băng sâu - một trong nhiều pha bóng tuyết mà Trái đất đã trải qua trong lịch sử 4,5 tỷ năm của nó - vào khoảng thời gian xảy ra vụ va chạm với Yarrabubba. Để xem liệu hai sự kiện này có thể có thể đã được kết nối hay không, Erickson và các đồng nghiệp đã thực hiện các mô phỏng trên máy tính về cuộc đình công của Yarrabubba.
Đây không phải là một suy nghĩ điên rồ; Rốt cuộc, thảm họa, tác động tiêu diệt khủng long của 66 triệu năm trước được cho là đã tạo ra phần lớn sự hủy diệt của nó thông qua biến đổi khí hậu nhanh chóng và kịch tính.
mô hình các nhà nghiên cứu đóng sầm một đối tượng 4,3 dặm rộng (7 km) vào một phong cảnh Tây Úc lạnh, người ta được bao phủ bởi một dải băng mà dao động từ 1,2 dặm tới 3,1 dặm (2-5 km) dày trong lần chạy khác nhau. Họ phát hiện ra rằng một cuộc tấn công như vậy ngay lập tức bốc hơi giữa 23 dặm khối và 58 dặm khối (95-240 khối km) băng và sẽ gây ra lên đến 1.300 dặm khối (5.400 khối km) tổng số nóng chảy.
Điều này cho thấy rằng giữa 200 nghìn tỷ lbs. và 440 nghìn tỷ lbs. (90 nghìn tỷ đến 200 nghìn tỷ kg) hơi nước, một loại khí nhà kính mạnh, đã được thổi vào bầu khí quyển phía trên của Trái đất ngay sau khi xảy ra vụ va chạm của Yarrabubba.
Không đủ thông tin về cấu trúc và thành phần khí quyển của Trái đất cổ đại để tự tin mô hình hóa việc phun hơi nước này sẽ ảnh hưởng đến khí hậu như thế nào, Erickson và các đồng nghiệp nhấn mạnh.
"Tuy nhiên, xem xét rằng khí quyển của Trái đất tại thời điểm tác động chỉ chứa một phần nhỏ mức oxy hiện tại, khả năng vẫn còn tác động cưỡng bức của khí H2O ngay lập tức vào khí quyển thông qua tác động có kích thước của Yarrabubba có thể có ý nghĩa toàn cầu, "họ viết trong bài mới học.
Khám phá và hẹn hò với các miệng núi lửa cổ xưa có thể giúp trả lời những câu hỏi như vậy. Và cần có nhiều tính năng như vậy ngoài kia để tìm, Erickson nói. Rốt cuộc, Trái đất bị dồn nén bởi những tác động mạnh mẽ hơn nhiều trong tuổi trẻ so với bây giờ. (Nhân tiện, nghiên cứu mới không đưa ra bằng chứng về tác động lâu đời nhất được biết đến. Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy ejecta - những mảnh đá bị nổ tung bởi tiểu hành tinh hoặc sao chổi tấn công - có tuổi lên tới 3,4 tỷ năm. Nhưng các miệng hố liên quan của chúng chưa được xác định.)
Và các nhà địa chất có thể hình dung có thể đưa các cửa sổ vào một quá khứ thậm chí còn sâu hơn so với khả năng của Yarrabubba, Erickson nói. Các nhà nghiên cứu có lẽ không thể gỡ rối lịch sử phức tạp của những tảng đá lâu đời nhất được biết đến trên Trái đất, có tuổi đời 4 tỷ năm, nhưng họ có thể gặp may mắn với các hạt nhân cổ đại được gọi là cratons.
"Chúng kéo dài tới 2,5 đến 3,5 tỷ năm tuổi", Erickson nói. "Tôi nghĩ, về mặt lý thuyết, có thể tìm thấy các miệng hố tác động trong độ tuổi đó."
- Trong ảnh: Các hố va chạm ở Bắc Mỹ
- Làm thế nào cuộc sống trái đất có thể trở lại từ một tác động tiểu hành tinh khử trùng
- Earth Quiz: Bạn có thực sự biết hành tinh của mình không?
Cuốn sách của Mike Wall về tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh, "Ngoài đó"(Grand Central Publishing, 2018; minh họa bởi Karl Tate), là ra ngay bây giờ. Theo dõi anh ấy trên Twitter @michaeldwall. theo dõi chúng tối trên Twitter @Spacesotcom hoặc là Facebook.
