Forskare vid University of Texas i Austin har reviderat en viktig del av Oklahomas geologiska historia, med möjliga konsekvenser för hur forskare tolkar stora händelser i livets historia på jorden.

Under staden Ames i Oklahoma ligger en meteoritnedslagsstruktur som sträcker sig flera mil under marken. Lager av sediment täcker nu kratern, men den är fortfarande betydelsefull både vetenskapligt och ekonomiskt. Ames nedslagsstruktur är också en stor producent av olja och gas.

I åratal trodde man att Ames-kratern tillhörde en grupp av stora meteoritnedslag över Nordamerika som dateras till ungefär 467,5 miljoner år sedan. Den perioden kallas den ordoviciska meteorithändelsen. Eftersom så många nedslagsstrukturer verkar härstamma från ungefär samma tid, har vissa forskare föreslagit att jorden en gång kan ha varit omgiven av en Saturnus-liknande ring av asteroidskräp under mellersta ordovicium.

Nytt arbete från UT-forskare visar nu att Ames-nedslaget inte tillhör den episoden. Genom att datera zirkonkristaller tagna från granit som förändrats av nedslaget, fastställde teamet att meteoriten slog ner för cirka 370 miljoner år sedan under yngre devon. Det gör kratern nästan 100 miljoner år yngre än man tidigare trott.

"Oavsett vilken teknik vi använde, kom den tillbaka till denna yngre signal", säger huvudförfattaren Elizabeth Catlos, docent vid UT:s institution för geovetenskap och planetvetenskap. Forskningen publicerades i juli i Meteoritics & Planetary Science.

Före denna studie hade Ames-nedslaget endast daterats med hjälp av biologiska bevis. Forskare hade hittat tänder från ett uråldrigt ålliknande djur kallat konodont bevarade i berget. Dessa fossil kom från organismer som levde under den äldre ordoviciska perioden. Men Catlos säger att tänderna förmodligen redan var miljontals år gamla när asteroiden slog ner. Nedslaget rörde troligen upp äldre material och blandade in fossilen i bergarterna samtidigt som de bevarades.

Zirkondateringen ger en helt annan tidslinje. Den visar att Ames-kratern inte kan ha bildats under den ordoviciska meteorithändelsen. Istället placerar dess nya ålder den nära Frasnium-Famennium-massutdöendet, som inträffade för cirka 372 miljoner år sedan och utplånade en stor del av det marina livet på jorden.

Danny Stockli, dekan vid Jackson School of Geosciences och medförfattare till studien, säger att zirkon U-Pb-datering erbjuder ett av de mest exakta sätten att bestämma när händelser inträffade djupt i jordens förflutna. Zirkonkristaller kan också bevara mikroskopiska strukturer skapade av de intensiva tryck som uppstår vid ett nedslag.

"Dessa små kristaller låter oss resa tillbaka i tiden och lära oss om de stora förändringarna i jordens forntida landskap", säger Stockli. "Det vore fantastiskt att göra detta för fler av meteoritnedslagsplatserna över kontinenten så att vi kan få en mer exakt tidslinje för dessa stora händelser."

För att bekräfta att zirkonerna faktiskt hade påverkats av meteoritnedslaget, arbetade teamet med NASA för att avbilda kristallerna med katodoluminescens och elektronbackscatterdiffraktion. När zirkon utsätts för de extrema förhållandena vid ett nedslag, rekristalliserar det på ett distinkt sätt. Dessa förändringar kan upptäckas med dessa avbildningstekniker, vilket gör att forskare kan verifiera att kristallerna registrerade själva kollisionen.

Enligt Catlos är det viktigt att fastställa mer exakta datum för massutdöenden och andra stora händelser för att förstå hur jorden har förändrats över tid. En central fråga är huruvida utdöendehändelser främst utlöstes av krafter från rymden, såsom meteoritnedslag, eller av processer inom jorden, inklusive episoder av massiv vulkanisk aktivitet.

"Med denna forskning tar vi i princip bort en viktig pjäs från den ordoviciska meteorithändelsen och dumpar den i Frasnium-Famennium-händelsen, och säger: 'Det är här detta nedslag hör hemma'", säger hon.

Projektet initierades av en tidigare doktorand vid Jackson School of Geosciences