Исследователи из Техасского университета в Остине пересмотрели ключевой фрагмент геологической истории Оклахомы, что может повлиять на то, как учёные интерпретируют важные события в истории жизни на Земле.

Под городком Эймс, штат Оклахома, находится метеоритная импактная структура, простирающаяся на многие километры под землёй. Слои осадков теперь покрывают кратер, но он остаётся значимым как с научной, так и с экономической точки зрения. Импактная структура Эймс также является крупным производителем нефти и газа.

Долгие годы кратер Эймс считался частью скопления крупных метеоритных ударов по Северной Америке, датируемых примерно 467,5 миллиона лет назад. Этот период известен как Ордовикское метеоритное событие. Поскольку столь многие импактные структуры, по-видимому, относятся примерно к одному времени, некоторые исследователи предположили, что Земля когда-то могла быть окружена похожим на Сатурн кольцом из астероидных обломков в среднем ордовике.

Новая работа исследователей из UT теперь показывает, что импакт Эймс не принадлежит к тому эпизоду. Датировав цирконовые кристаллы, взятые из гранита, изменённого ударом, команда определила, что метеорит упал около 370 миллионов лет назад в позднем девоне. Это делает кратер почти на 100 миллионов лет моложе, чем считалось ранее.

«Какую бы технику мы ни использовали, результат возвращался к этому более молодому сигналу», — сказала ведущий автор Элизабет Катлос, доцент кафедры наук о Земле и планетах в UT. Исследование было опубликовано в июле в журнале Meteoritics & Planetary Science.

До этого исследования кратер Эймс датировали только по биологическим свидетельствам. Исследователи обнаружили зубы древнего угреподобного животного под названием конодонт, сохранившиеся в породе. Эти окаменелости принадлежали организмам, жившим в более древнем ордовикском периоде. Но Катлос сказала, что зубы, вероятно, уже были возрастом в миллионы лет к моменту удара астероида. Удар, скорее всего, взбаламутил более старый материал и перемешал окаменелости с породами, всё ещё сохранив их.

Датирование цирконов даёт совершенно иную хронологию. Оно показывает, что кратер Эймс не мог образоваться во время Ордовикского метеоритного события. Вместо этого его новый возраст помещает его близко к массовому вымиранию на границе франского и фаменского веков, которое произошло около 372 миллионов лет назад и уничтожило большую часть морской жизни на Земле.

Дэнни Стокли, декан Школы геонаук Джексона и соавтор исследования, сказал, что U-Pb датирование цирконов предлагает один из самых точных способов определить, когда происходили события в глубоком прошлом Земли. Цирконовые кристаллы также могут сохранять микроскопические структуры, созданные интенсивным давлением во время удара.

«Эти маленькие кристаллы позволяют нам отправиться назад во времени и узнать о крупных изменениях древних ландшафтов Земли», — сказал Стокли. «Было бы здорово сделать это для большего числа мест метеоритных ударов по континенту, чтобы получить более точную хронологию этих важных событий».

Чтобы подтвердить, что цирконы действительно подверглись воздействию метеоритного удара, команда работала с NASA, чтобы визуализировать кристаллы с помощью катодолюминесценции и дифракции обратно рассеянных электронов. Когда циркон испытывает экстремальные условия удара, он перекристаллизовывается характерным образом. Эти изменения можно обнаружить с помощью таких методов визуализации, что позволяет исследователям убедиться, что кристаллы зафиксировали само столкновение.

По словам Катлос, установление более точных дат массовых вымираний и других крупных событий необходимо для понимания того, как Земля менялась со временем. Один из ключевых вопросов — были ли вымирания вызваны в первую очередь силами из космоса, такими как метеоритные удары, или процессами внутри Земли, включая эпизоды массовой вулканической активности.

«Этим исследованием мы, по сути, забираем крупную пешку из Ордовикского метеоритного события и сбрасываем её в франско-фаменское событие, говоря: „Вот где место этому удару“», — сказала она.

Проект был инициирован бывшим выпускником Школы геонаук Джексона