Støv fra et gigantisk asteroidestyrt forårsagede en gammel istid

For omkring 466 millioner år siden, længe før dinosaurernes alder, jorden frøs. Havene begyndte at ise over ved Jordens poler, og det nye temperaturområde rundt om på planeten satte scenen for et boom af nye arter, der udvikler sig. Årsagen til denne istid var et mysterium, indtil nu:en ny undersøgelse i Videnskabens fremskridt hævder, at istiden var forårsaget af global afkøling, udløst af ekstra støv i atmosfæren fra en kæmpe asteroidekollision i det ydre rum.

Der er altid en masse støv fra det ydre rum, der flyder ned til Jorden, små bidder af asteroider og kometer, men dette støv er normalt kun en lille brøkdel af det andet støv i vores atmosfære, såsom vulkansk aske, støv fra ørkener og havsalt. Men da en 93-mile bred asteroide mellem Mars og Jupiter brød fra hinanden for 466 millioner år siden, det skabte meget mere støv end normalt. "Normalt, Jorden vinder omkring 40, 000 tons udenjordisk materiale hvert år, " siger Philipp Heck, en kurator på Markmuseet, lektor ved University of Chicago, og en af ​​avisens forfattere. "Forestil dig at gange det med en faktor på tusind eller ti tusind." For at kontekstualisere det, i et typisk år, tusinde semi-lastbilers interplanetariske støv falder til Jorden. I de par millioner år efter kollisionen, det ville være mere som ti millioner semifinaler.

"Vores hypotese er, at de store mængder af udenjordisk støv over en tidsramme på mindst to millioner år spillede en vigtig rolle i at ændre klimaet på Jorden, bidrager til afkøling, " siger Heck.

"Vores resultater viser for første gang, at sådant støv, til tider, har afkølet Jorden dramatisk, " siger Birger Schmitz fra Sveriges Lunds Universitet, undersøgelsens hovedforfatter og forskningsmedarbejder ved Feltmuseet. "Vores undersøgelser kan give en mere detaljeret, empirisk-baseret forståelse af, hvordan dette fungerer, og dette kan igen bruges til at evaluere, om modelsimuleringer er realistiske."

For at finde ud af det, forskere ledte efter spor af rumstøv i 466 millioner år gamle sten, og sammenlignede det med bittesmå mikrometeoritter fra Antarktis som reference. "Vi studerede udenjordisk stof, meteoritter og mikrometeoritter, i Jordens sedimentære optegnelse, betyder klipper, der engang var havbunden, " siger Heck. "Og så udtog vi det udenjordiske stof for at finde ud af, hvad det var, og hvor det kom fra."

At udvinde det udenjordiske stof - de små meteoritter og støvstykker fra det ydre rum - involverer at tage den gamle sten og behandle den med syre, der æder stenen og forlader rumtingene. Holdet analyserede derefter den kemiske sammensætning af det resterende støv. Holdet analyserede også klipper fra den gamle havbund og ledte efter elementer, der sjældent forekommer i jordens klipper, og efter isotoper - forskellige former for atomer - der viser kendetegn ved at komme fra det ydre rum. For eksempel, heliumatomer har normalt to protoner, to neutroner, og to elektroner, men nogle, der er skudt ud af Solen og ud i rummet, mangler en neutron. Tilstedeværelsen af ​​disse specielle heliumisotoper, sammen med sjældne metaller, der ofte findes i asteroider, beviser, at støvet stammer fra rummet.

Andre videnskabsmænd havde allerede fastslået, at vores planet undergik en istid omkring dette tidspunkt. Mængden af ​​vand i jordens oceaner påvirker den måde, sten på havbunden dannes på, og klipperne fra denne tidsperiode viser tegn på mere lavvandede oceaner - en antydning af, at noget af Jordens vand var fanget i gletsjere og havis. Schmitz og hans kolleger er de første til at vise, at denne istid synkroniserer med det ekstra støv i atmosfæren. "Timingen ser ud til at være perfekt, " siger han. Det ekstra støv i atmosfæren hjælper med at forklare istiden - ved at filtrere sollys fra, støvet ville have forårsaget global afkøling.

Siden støvet flød ned til Jorden over mindst to millioner år, afkølingen var gradvis nok til, at livet kunne tilpasse sig og endda drage fordel af ændringerne. En eksplosion af nye arter udviklede sig som skabninger tilpasset til overlevelse i områder med forskellige temperaturer.

Heck bemærker, at mens denne periode med global afkøling viste sig gavnlig for livet på Jorden, hurtige klimaændringer kan være katastrofale. "I den globale afkøling vi studerede, vi taler om tidsskalaer på millioner af år. Det er meget anderledes end klimaændringerne forårsaget af meteoritten for 65 millioner år siden, der dræbte dinosaurerne, og det er anderledes end den globale opvarmning i dag – denne globale afkøling var et blidt skub. Der var mindre stress."

Det er fristende at tro, at nutidens globale opvarmning kunne løses ved at gentage den støvregn, der udløste global afkøling for 466 millioner år siden. Men Heck siger, at han ville være forsigtig:"Geoingeniørforslag bør evalueres meget kritisk og meget omhyggeligt, for hvis noget går galt, tingene kan blive værre end før."

Selvom Heck ikke er overbevist om, at vi har fundet løsningen på klimaændringer, han siger, at det er en god idé, at vi tænker i disse baner.

"Vi oplever global opvarmning, det er ubestrideligt, " siger Heck. "Og vi er nødt til at tænke over, hvordan vi kan forhindre katastrofale konsekvenser, eller minimere dem. Enhver idé, der er rimelig, bør undersøges."