Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin hebben een belangrijk stukje geologische geschiedenis van Oklahoma herzien, met mogelijke gevolgen voor hoe wetenschappers grote gebeurtenissen in de geschiedenis van het leven op aarde interpreteren.

Onder de stad Ames, Oklahoma, ligt een meteoorinslagstructuur die zich kilometers ver ondergronds uitstrekt. Lagen sediment bedekken nu de krater, maar hij blijft zowel wetenschappelijk als economisch belangrijk. De inslagstructuur van Ames is ook een grote producent van olie en gas.

Jarenlang werd gedacht dat de krater van Ames deel uitmaakte van een cluster van grote meteoorinslagen in Noord-Amerika van ongeveer 467,5 miljoen jaar geleden. Die periode staat bekend als de Ordovicische Meteoorgebeurtenis. Omdat zoveel inslagstructuren rond dezelfde tijd lijken te dateren, hebben sommige onderzoekers geopperd dat de aarde ooit omringd was door een Saturnus-achtige ring van asteroïde- puin tijdens het Midden-Ordovicium.

Nieuw werk van UT-onderzoekers toont nu aan dat de inslag van Ames niet tot die episode behoort. Door zirkoonkristallen te dateren die afkomstig zijn uit graniet dat door de inslag is veranderd, stelde het team vast dat de meteoriet ongeveer 370 miljoen jaar geleden insloeg tijdens het Laat-Devoon. Dat maakt de krater bijna 100 miljoen jaar jonger dan eerder werd gedacht.

"Welke techniek we ook gebruikten, het kwam steeds terug op dit jongere signaal," zei hoofdauteur Elizabeth Catlos, universitair hoofddocent aan de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen van UT. Het onderzoek werd in juli gepubliceerd in Meteoritics & Planetary Science.

Vóór deze studie was de inslag van Ames alleen gedateerd met behulp van biologische aanwijzingen. Onderzoekers hadden tanden gevonden van een oud aalachtig dier genaamd conodont, bewaard in het gesteente. Die fossielen waren afkomstig van organismen die tijdens het oudere Ordovicium leefden. Maar Catlos zei dat de tanden waarschijnlijk al miljoenen jaren oud waren toen de asteroïde insloeg. De inslag heeft waarschijnlijk ouder materiaal opgewoeld en de fossielen in het gesteente gemengd, terwijl ze toch bewaard bleven.

De zirkoondatering levert een heel andere tijdlijn op. Het toont aan dat de krater van Ames niet tijdens de Ordovicische Meteoorgebeurtenis kan zijn gevormd. In plaats daarvan plaatst de nieuwe leeftijd hem dicht bij de Frasnien-Famennien massa-extinctie, die ongeveer 372 miljoen jaar geleden plaatsvond en een groot deel van het zeeleven op aarde uitroeide.

Danny Stockli, decaan van de Jackson School of Geosciences en medeauteur van de studie, zei dat zirkoon U-Pb-datering een van de meest nauwkeurige manieren biedt om te bepalen wanneer gebeurtenissen diep in het verleden van de aarde plaatsvonden. Zirkoonkristallen kunnen ook microscopische structuren bewaren die zijn ontstaan door de intense druk tijdens een inslag.

"Deze kleine kristallen stellen ons in staat om terug in de tijd te gaan en meer te leren over de grote veranderingen in de oude landschappen van de aarde," zei Stockli. "Het zou geweldig zijn om dit te doen voor meer van de meteoorinslaglocaties op het continent, zodat we een nauwkeuriger tijdlijn voor deze grote gebeurtenissen kunnen krijgen."

Om te bevestigen dat de zirkoonkristallen daadwerkelijk door de meteoorinslag waren beïnvloed, werkte het team samen met NASA om de kristallen in beeld te brengen met behulp van kathodoluminescentie en elektronenrugverstrooiingsdiffractie. Wanneer zirkoon de extreme omstandigheden van een inslag ondergaat, herkristalliseert het op een kenmerkende manier. Die veranderingen kunnen met deze beeldvormingstechnieken worden gedetecteerd, waardoor onderzoekers kunnen verifiëren dat de kristallen de botsing zelf hebben vastgelegd.

Volgens Catlos is het vaststellen van nauwkeurigere data voor massa-extincties en andere grote gebeurtenissen essentieel om te begrijpen hoe de aarde in de loop van de tijd is veranderd. Een centrale vraag is of uitstervingsgebeurtenissen voornamelijk werden veroorzaakt door krachten uit de ruimte, zoals meteoorinslagen, of door processen binnen de aarde, waaronder episodes van massale vulkanische activiteit.

"Met dit onderzoek halen we in feite een belangrijke pion uit de Ordovicische Meteoorgebeurtenis en dumpen die in de Frasnien-Famennien-gebeurtenis, en zeggen we: 'Dit is waar deze inslag thuishoort'," zei ze.

Het project werd gestart door een voormalige graduate student van de Jackson School of Geosciences