Иногда «часы», которыми геологи пользуются для датировки событий, могут быть неверно прочитаны. Разгадка 4,5-миллиардной истории Земли по горным породам — непростое дело.
Пример: недавно в удалённом регионе Пилбара в Западной Австралии было обнаружено место падения древнего метеорита. Первоначальное исследование, проведённое другой группой, вызвало заголовки, утверждая, что кратер образовался 3,5 миллиарда лет назад. Если бы это было правдой, он стал бы самым древним на Земле.
Мы также исследовали это место. Наши результаты опубликованы в журнале Science Advances. Хотя мы согласны, что это место древнего метеоритного удара, мы пришли к другим выводам относительно его возраста, размера и значимости.
Поиски истины
Учёные-планетологи ищут древние следы ударов, чтобы узнать больше о раннем формировании Земли. До сих пор никто не нашёл ударный кратер старше структуры Яррабубба, возраст которой составляет 2,23 миллиарда лет. Она также находится в Австралии.
Новый претендент расположен в районе под названием Северный полярный купол. Несмотря на название, здесь не живёт Санта. Это засушливый, жаркий ландшафт с охристыми красками.
Разногласия в исследованиях
Первоначальный отчёт о новом кратере утверждал, что он образовался 3,5 миллиарда лет назад и имел диаметр более 100 километров. Предполагалось, что такой крупный удар мог сыграть роль в формировании континентальной коры в Пилбаре. Более спекулятивно исследователи предположили, что он мог повлиять на раннюю жизнь.
Наше исследование показывает, что удар на самом деле произошёл гораздо позже, примерно после 2,7 миллиарда лет назад. Это как минимум на 800 миллионов лет моложе, чем предполагалось ранее (и мы думаем, что, возможно, даже моложе; об этом чуть позже).
Мы также определили, что кратер был намного меньше — около 16 километров в диаметре. С нашей точки зрения, этот удар был слишком молодым и слишком слабым, чтобы повлиять на формирование континентов или на раннюю жизнь.
Как могли два исследования прийти к таким разным выводам?
Первоначально круглый кратер сильно разрушен, остались лишь едва заметные следы на ландшафте. Однако среди базальтов цвета ржавчины есть уникальные признаки метеоритного удара — конусообразные разломы.
Конусообразные разломы — это отличительные окаменелые отпечатки ударных волн, прошедших через горные породы. Их уникальные конические формы образуются под кратким, но огромным давлением, когда метеорит сталкивается с Землёй.
Оба исследования обнаружили конусообразные разломы и согласны, что это место древнего удара.
Новое имя для нового кратера
Мы проконсультировались с местными аборигенами, народом Ньямал, которые поделились традиционным названием этого места и его жителей: Миралга. Название «структура воздействия Миралга» признаёт это наследие.
Возраст удара был оценён на основе полевых наблюдений, поскольку ни одно из исследований не обнаружило материала, который мог бы дать возраст удара с помощью радиометрического датирования — метода, использующего измерения радиоактивных изотопов.
Оба исследования применили геологический принцип, называемый законом суперпозиции. Согласно ему, слои горных пород со временем откладываются один на другом, поэтому породы сверху моложе тех, что снизу.
Первая группа обнаружила конусообразные разломы в пределах и ниже осадочного слоя, который, как известно, был отложен 3,47 миллиарда лет назад, но не обнаружила конусообразных разломов в более молодых породах над этим слоем. Это означало, что удар произошёл во время отложения осадочного слоя.
Их наблюдение казалось «уликОй» для удара 3,47 миллиарда лет назад. Но оказалось, что это не всё.
Наше исследование обнаружило конусообразные разломы в тех же породах возрастом 3,47 миллиарда лет, но также и в более молодых породах сверху, включая лавы, возраст которых составляет 2,77 миллиарда лет.
Удар должен был произойти после формирования самых молодых пород, содержащих конусообразные разломы, то есть после лав возрастом 2,77 миллиарда лет.
На данный момент мы не знаем точно, насколько молод кратер. Мы можем только ограничить время удара периодом между 2,7 миллиарда и 400 миллионами лет назад. Мы работаем над датировкой удара изотопными методами, но результаты пока не получены.
Мы составили первую карту, показывающую, где найдены конусообразные разломы. Их сотни на площади 6 километров. По этой карте и их ориентации мы рассчитали, что первоначальный кратер имел диаметр около 16 километров.
Кратер диаметром 16 километров — это далеко не первоначальная оценка более чем 100 километров. Он слишком мал, чтобы повлиять на формирование континентов или жизни. К моменту удара Пилбара была уже достаточно старой.
Наука — это саморегулируемая сфера. Утверждения об открытиях основаны на данных, доступных в то время, но часто требуют корректировки на основе новых данных или наблюдений.
Хотя это не самый древний кратер, структура Миралга уникальна с научной точки зрения, поскольку кратеры, образованные в базальте, встречаются редко. Большинство базальтов там образовалось 3,47 миллиарда лет назад, что делает их старейшими известными породами с признаками ударного воздействия.
До удара эти древние базальты были химически изменены морской водой. Осадочные породы поблизости также содержат древнейшие хорошо установленные окаменелости на Земле. Такие породы, вероятно, покрывали большую часть ранней Земли и Марса.
Это делает структуру воздействия Миралга площадкой для учёных-планетологов, изучающих кратерированную поверхность (и, возможно, раннюю жизнь) Марса. Это легкодоступный полигон для марсианских исследовательских приборов и изображений, прямо здесь, на Земле.