Исследователи из Техасского университета в Остине изменили важную часть геологической истории Оклахомы, что может повлиять на то, как ученые интерпретируют ключевые события в истории жизни на Земле.
Под городом Эймс, штат Оклахома, находится структура, упавшая после удара метеорита, которая простирается на несколько миль под землей. Слои отложений теперь покрывают кратер, но он остается важным как с научной, так и с экономической точки зрения. Ударная структура Эймса также является крупным производителем нефти и газа.
Кратер, давно связанный с древним метеоритом
В течение многих лет считалось, что кратер Эймса принадлежит к скоплению крупных метеоритных ударов по всей Северной Америке, произошедших примерно 467,5 миллионов лет назад. Этот период известен как Ордовикское метеорное событие.
Поскольку примерно в один и тот же период времени появляется очень много ударных структур, некоторые исследователи предположили, что Земля, возможно, когда-то была окружена кольцом астероидных обломков, похожим на Сатурн, в среднем ордовике.
Новая работа исследователей UT теперь показывает, что эффект Эймса не является частью этого эпизода.
Датируя кристаллы циркона, извлеченные из измененного ударом гранита, команда определила, что метеорит упал около 370 миллионов лет назад, в период позднего девона. Это делает кратер почти на 100 миллионов лет моложе, чем считалось ранее.
«Какой бы подход мы ни использовали, он вернулся к этому более молодому сигналу», — сказала ведущий автор Элизабет Катлос, доцент кафедры наук о Земле и планетах UT.
Исследование было опубликовано в июле на Метеоритика и планетология.
Почему предыдущие даты вводят в заблуждение
До этого исследования эффект Эймса датировали только с использованием биологических данных. Исследователи нашли сохранившиеся в скале зубы древнего угреподобного животного, называемого конодонтом. Эти окаменелости происходят от организмов, живших в более древний ордовикский период.
Но Катлос сказал, что к моменту падения астероида зубам, вероятно, было миллионы лет. В результате удара, вероятно, был извлечен более древний материал, а окаменелости смешались с камнями, сохранив их при этом.
Датирование циркона дает другую временную шкалу. Это показывает, что кратер Эймса не мог образоваться во время ордовикского метеорита.
Вместо этого его новый возраст ставит его рядом с массовым вымиранием франско-фаменского периода, которое произошло около 372 миллионов лет назад и уничтожило большую часть морской жизни на Земле.
Маленькие кристаллы циркона сохраняют эффект
Дэнни Стокли, декан Школы геонаук Джексона и соавтор исследования, сказал, что датирование циркона U-Pb предлагает один из наиболее точных способов определить, когда события произошли в глубоком прошлом Земли.
Кристаллы циркона также могут сохранять микроскопические структуры, созданные сильным давлением, возникающим во время удара.
«Эти крошечные кристаллы позволяют нам вернуться в прошлое и узнать о серьезных изменениях в ландшафтах древней Земли», — сказал Стокли. «Было бы здорово сделать это для большего количества мест падения метеоритов по всему континенту, чтобы мы могли получить более точные сроки этих крупных событий».
Чтобы подтвердить, что цирконы действительно пострадали от удара метеорита, команда работала с НАСА, чтобы получить изображения кристаллов с помощью катодолюминесценции и дифракции обратного рассеяния электронов.
Когда циркон испытывает экстремальные условия удара, он уникальным образом перекристаллизовывается. Эти изменения можно увидеть с помощью этих методов визуализации, что позволяет исследователям убедиться, что кристаллы зафиксировали само столкновение.
Новая часть загадки массового вымирания
По мнению Катлоса, установление более точных дат массовых вымираний и других крупномасштабных событий важно для понимания того, как Земля менялась с течением времени.
Важный вопрос заключается в том, вызваны ли вымирания главным образом силами из космоса, такими как удары метеоритов, или процессами внутри Земли, включая эпизоды массивной вулканической активности.
«В этом исследовании мы, по сути, берем большой вклад в ордовикское метеоритное событие и бросаем его на франско-фаменское событие и говорим: «Вот этот эффект», — сказал он.
Проект был инициирован бывшим аспирантом Школы геонаук Джексона Эндрю Паризи, который окончил ее в 2018 году и с тех пор скончался. Паризи отправился в Оклахому, чтобы получить керн породы Эймса из Геологической службы Оклахомы, извлечь из материала кристаллы циркона и помочь определить их возраст.
Соавтор Майкл Брукфилд, научный сотрудник школы, также умер до публикации статьи.
Профессор-исследователь Шон Гулик и почетный профессор Марк Клоос из Школы Джексона также внесли свой вклад в исследование.
