Naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin zrewidowali kluczowy element geologicznej historii Oklahomy, co może mieć konsekwencje dla sposobu, w jaki naukowcy interpretują główne wydarzenia w historii życia na Ziemi.

Pod miasteczkiem Ames w Oklahomie znajduje się struktura uderzeniowa meteorytu, która rozciąga się na kilometry pod ziemią. Warstwy osadów przykrywają obecnie krater, ale pozostaje on istotny zarówno naukowo, jak i gospodarczo. Struktura uderzeniowa Ames jest również głównym producentem ropy naftowej i gazu ziemnego.

Przez lata uważano, że krater Ames należy do grupy dużych uderzeń meteorytów w Ameryce Północnej datowanych na około 467,5 miliona lat temu. Okres ten znany jest jako ordowickie wydarzenie meteorytowe. Ponieważ tak wiele struktur uderzeniowych wydaje się pochodzić z tego samego okresu, niektórzy badacze sugerowali, że Ziemia mogła kiedyś być otoczona pierścieniem gruzu asteroid podobnym do Saturna w środkowym ordowiku.

Nowe badania naukowców z UT pokazują teraz, że uderzenie w Ames nie należy do tego epizodu. Datując kryształy cyrkonu pobrane z granitu przekształconego przez uderzenie, zespół ustalił, że meteoryt uderzył około 370 milionów lat temu, w późnym dewonie. To czyni krater o prawie 100 milionów lat młodszym niż wcześniej sądzono.

"Niezależnie od tego, jakiej techniki użyliśmy, wracaliśmy do tego młodszego sygnału" – powiedziała główna autorka Elizabeth Catlos, profesor nadzwyczajna w Katedrze Nauk o Ziemi i Planetarnych UT. Badania opublikowano w lipcu w czasopiśmie "Meteoritics & Planetary Science".

Przed tym badaniem wiek uderzenia w Ames był datowany wyłącznie na podstawie dowodów biologicznych. Naukowcy znaleźli zęby starożytnego zwierzęcia przypominającego węgorza, zwanego konodontem, zachowane w skale. Skamieniałości te pochodziły od organizmów żyjących w starszym okresie ordowickim. Ale Catlos powiedziała, że zęby prawdopodobnie miały już miliony lat, gdy asteroida uderzyła. Uderzenie prawdopodobnie wzburzyło starszy materiał i wymieszało skamieniałości ze skałami, jednocześnie je zachowując.

Datowanie cyrkonu dostarcza zupełnie innej chronologii. Pokazuje, że krater Ames nie mógł powstać podczas ordowickiego wydarzenia meteorytowego. Zamiast tego jego nowy wiek umieszcza go blisko masowego wymierania franko-fameńskiego, które miało miejsce około 372 milionów lat temu i wyeliminowało dużą część życia morskiego na Ziemi.

Danny Stockli, dziekan Jackson School of Geosciences i współautor badania, powiedział, że datowanie U-Pb cyrkonu oferuje jedną z najdokładniejszych metod określania, kiedy miały miejsce zdarzenia w głębokiej przeszłości Ziemi. Kryształy cyrkonu mogą również zachować mikroskopijne struktury utworzone przez intensywne ciśnienie generowane podczas uderzenia.

"Te małe kryształy pozwalają nam cofnąć się w czasie i dowiedzieć się o głównych zmianach w starożytnych krajobrazach Ziemi" – powiedział Stockli. "Byłoby wspaniale zrobić to dla większej liczby miejsc uderzeń meteorytów na kontynencie, aby uzyskać dokładniejszą chronologię tych głównych wydarzeń."

Aby potwierdzić, że cyrkonie rzeczywiście zostały dotknięte przez uderzenie meteorytu, zespół współpracował z NASA, aby obrazować kryształy za pomocą katodoluminescencji i dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych. Kiedy cyrkon doświadcza ekstremalnych warunków uderzenia, rekrystalizuje w charakterystyczny sposób. Te zmiany można wykryć za pomocą tych technik obrazowania, co pozwala badaczom zweryfikować, że kryształy zapisały samo zderzenie.

Według Catlos ustalenie dokładniejszych dat masowych wymierań i innych głównych wydarzeń jest niezbędne do zrozumienia, jak Ziemia zmieniała się w czasie. Kluczowym pytaniem jest, czy wydarzenia wymierania były wywoływane głównie przez siły z kosmosu, takie jak uderzenia meteorytów, czy przez procesy wewnątrz Ziemi, w tym epizody masowej aktywności wulkanicznej.

"Dzięki tym badaniom zasadniczo usuwamy głównego pionka z ordowickiego wydarzenia meteorytowego i wrzucamy go do wydarzenia franko-fameńskiego, mówiąc: 'To jest miejsce, do którego należy to uderzenie'" – powiedziała.

Projekt został zainicjowany przez byłego absolwenta Jackson School of Geosciences