En dampende kedel følger dinosaurernes død

En ny undersøgelse afslører, at Chicxulub-krateret kan have indeholdt et stort og langvarigt hydrotermisk system efter den katastrofale nedslagsbegivenhed, der var forbundet med dinosaurernes udryddelse for 66 millioner år siden.

Chicxulub-nedslagskrateret, omkring 180 kilometer i diameter, er den bedst bevarede store nedslagsstruktur på Jorden og et mål for udforskning af flere nedslagsrelaterede fænomener. I 2016 et forskerhold støttet af International Ocean Discovery Program og International Continental Scientific Drilling Program boret ind i krateret, når en dybde på 1, 335 meter (> 1 kilometer) under den moderne havbund. Holdet genfandt klippekerneprøver, som kan bruges til at studere den termiske og kemiske modifikation af jordskorpen forårsaget af påvirkningen. Kerneprøverne viser, at krateret var vært for et omfattende hydrotermisk system, der kemisk og mineralogisk modificerede mere end 100, 000 kubikkilometer af jordskorpen.

Hovedforfatteren, Universities Space Research Associations David Kring ved Lunar and Planetary Institute (LPI), forklarer, "Forestil dig en undersøisk Yellowstone Caldera, men en, der er flere gange større og produceret af den svimlende nedslagsbegivenhed, der resulterede i dinosaurernes udryddelse."

Holdet fandt beviser på, at underjordiske floder af vand blev opvarmet og drevet opad mod grænsen mellem bunden af ​​nedslagskrateret og bunden af ​​Yucatán-havet. Det varme vand strømmede rundt om kanterne af en cirka 3 kilometer tyk pøl af stødgenereret magma, perkoleret gennem sprækket sten, og steg op til havbunden, hvor den luftede ud i havet. Varmtvandssystemet var særligt intenst i en opløftet række af bjerge på havbunden, der danner en ring på 90 kilometer i diameter omkring kraterets centrum. Stenkernen, der er genvundet fra den topring, er gennemskåret af fossile hydrotermiske ledninger, der er foret med flerfarvede mineraler, nogle, passende nok, en brændende rød-orange farve. Næsten to dusin mineraler udfældede fra væskerne, da de strømmede gennem klippen, erstatter klippens oprindelige mineraler.

Kraterets topring er sammensat af sprækkede granitlignende klipper, der blev løftet fra en dybde på cirka 10 kilometer ved nedslaget. Disse sten er dækket af porøst og permeabelt stødaffald. Begge stenenheder er påvirket af det hydrotermiske system. "Varm-væske ændring var mest kraftig i det permeable stødaffald, men granatkrystaller, indikerer høje temperaturer, blev fundet på forskellige niveauer i hele kernen, " forklarer tidligere LPI-postdoktor Martin Schmieder, som for nylig tiltrådte en ny stilling ved Neu-Ulm Universitet i Tyskland.

Mineraler identificeret i den nye stenkerne indikerer, at det hydrotermiske system oprindeligt var meget varmt med temperaturer på 300 til 400 °C. Sådanne høje temperaturer indikerer, at systemet ville have taget lang tid at afkøle. Holdet bestemte afkølingstiden ved hjælp af et geomagnetisk polaritetsur. "Vores resultater tyder på, at små magnetiske mineraler blev skabt i Chicxulub-krateret på grund af kemiske reaktioner produceret af et langlivet hydrotermisk system. Disse mineraler ser ud til at have registreret ændringer i Jordens magnetfelt, efterhånden som de blev dannet. Deres magnetiske hukommelser tyder på, at hydrotermisk aktivitet inde i krateret varede i mindst 150, 000 år, " siger medforfatter Sonia Tikoo fra Stanford University.

Yderligere beviser for det hydrotermiske systems levetid kommer fra en unormalt høj koncentration af mangan i havbundens sedimenter, resultatet af havbundens udluftning. Medforfatter Axel Wittmann fra Arizona State University forklarer, "I lighed med mid-ocean ridges, udluftning fra marine nedslagskratere genererer hydrotermiske faner, der indeholder opløst og langsomt oxiderende mangan, som sammenlignet med baggrundskoncentrationer producerede berigelser op til ti gange i post-påvirkning sedimenter over 2,1 millioner år ved Chicxulub."

Selvom ekspeditionen kun tappede det hydrotermiske system ét sted, Kring siger "Resultaterne tyder på, at der var en cirka 300 kilometer lang række af varmtvandsåbninger på topringen og yderligere åbninger spredt ud over kraterbunden, efterhånden som stødsmelten afkøledes. Vigtigt, sådanne hydrotermiske systemer kan have givet levesteder for mikrobielt liv." Yellowstones vulkanske hydrotermiske systemer er rige på mikrobielle organismer og indebærer påvirkningsgenererede varmtvandssystemer har det samme biologiske potentiale. Kring konkluderer, "Vores undersøgelse af ekspeditionens klippekerne fra et potentielt dybt jordhabitat giver yderligere beviser for hypotesen om indvirkning-oprindelse af livet. Livet kan have udviklet sig i et nedslagskrater."

Omfanget og levetiden af ​​Chicxulubs hydrotermiske system tyder på, at påvirkningsgenererede systemer tidligt i jordens historie kan have givet nicher for liv. Tusindvis af disse typer systemer blev produceret under en periode med nedslagsbombardement for mere end 3,8 milliarder år siden. Efterhånden som hvert system afkøles, det ville have givet et miljø rigt på materialer egnet til termofile og hypertermofile organismer.