وقتی شهاب‌سنگ غول‌پیکر زمین را نابود کرد، چه رخ داد؟

رازهای زمین در دوران باستان

میلیاردها سال پیش، زمانی که هیچ نشانه‌ای از زندگی به شکل کنونی وجود نداشت، شهاب‌سنگ‌ها به طور مکرر به زمین برخورد می‌کردند. یکی از این سنگ‌های فضایی حدود ۳.۲۶ میلیارد سال پیش به زمین سقوط کرد و هنوز هم رازهایی از گذشته زمین را فاش می‌کند. نادیا درابون، زمین‌شناس دوران باستان و استادیار در دپارتمان علوم زمین و سیارات، به شدت کنجکاو است که چگونه زمین در دوران‌های باستانی که با بمباران شهاب‌سنگ‌ها پر شده بود، به نظر می‌رسید؛ زمانی که تنها باکتری‌های تک‌سلولی و آرکئاها حاکم بودند و تغییرات آغاز شد.

سوالات کلیدی درباره زمین باستان

سوالاتی که ذهن او را مشغول کرده شامل این موارد است: اولین اقیانوس‌ها چه زمانی ظاهر شدند؟ قاره‌ها چگونه شکل گرفتند؟ تکتونیک صفحه‌ها چه طور عمل کرد؟ این برخوردهای خشن چگونه بر تکامل زندگی تأثیر گذاشتند؟ یک مطالعه جدید در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences به برخی از این سوالات پاسخ می‌دهد و به برخورد شهاب‌سنگ “S2” که بیش از ۳ میلیارد سال پیش رخ داده، مرتبط است. شواهد زمین‌شناسی این برخورد در کمربند سنگ سبز باربرتون در آفریقای جنوبی یافت شده است.

تحقیقات و یافته‌ها

تیم درابون از طریق جمع‌آوری و بررسی دقیق نمونه‌های سنگی که تنها چند سانتی‌متر از هم فاصله دارند و تحلیل رسوب‌شناسی، ژئوشیمی و ترکیب ایزوتوپ‌های کربن، تصویر جذابی از آنچه در روز برخورد شهاب‌سنگی به اندازه چهار کوه اورست به زمین اتفاق افتاد، ترسیم می‌کند. درابون می‌گوید: “تصور کنید که در سواحل کیپ کاد ایستاده‌اید، در یک قفسه آب کم‌عمق. این یک محیط با انرژی کم است، بدون جریانات قوی. سپس ناگهان، یک سونامی بزرگ می‌آید و بستر دریا را به هم می‌زند.”

شهاب‌سنگ S2 که تخمین زده می‌شود تا ۲۰۰ برابر بزرگ‌تر از شهاب‌سنگی باشد که دایناسورها را از بین برد، سونامی‌ای را به وجود آورد که اقیانوس را به هم ریخت و زباله‌ها را از خشکی به نواحی ساحلی منتقل کرد.

تأثیر برخورد شهاب‌سنگ بر زندگی اولیه زمین

حرارت ناشی از برخورد شهاب‌سنگ باعث جوشیدن لایه‌ی بالایی اقیانوس شد و در عین حال جو را نیز گرم کرد. یک ابر ضخیم از گرد و غبار همه‌چیز را پوشاند و هرگونه فعالیت فتوسنتزی را متوقف کرد. اما باکتری‌ها موجوداتی مقاوم هستند و پس از این برخورد، بر اساس تحلیل تیم تحقیقاتی، زندگی باکتریایی به سرعت به حالت طبیعی خود بازگشت. این بازگشت با افزایش شدید جمعیت موجودات تک‌سلولی که از عناصر فسفر و آهن تغذیه می‌کنند، همراه بود. آهن احتمالاً توسط سونامی ناشی از برخورد از اعماق اقیانوس به آب‌های کم‌عمق منتقل شد و فسفر نیز از طریق خود شهاب‌سنگ و افزایش فرسایش و تخریب در خشکی به زمین رسید.

تحلیل‌های دابون نشان می‌دهد که باکتری‌های متابولیزه‌کننده آهن در پی این برخورد به طرز قابل توجهی شکوفا شدند. این تغییر به سمت باکتری‌های دوستدار آهن، هرچند کوتاه‌مدت، بخشی کلیدی از پازل زندگی اولیه روی زمین را به تصویر می‌کشد. بر اساس مطالعه دابون، رویدادهای برخورد شهاب‌سنگی – که به طور معمول به عنوان فاجعه‌آمیز برای زندگی شناخته می‌شوند (از جمله، ۶۶ میلیون سال پیش، برای دایناسورها) – برای زندگی یک جنبه مثبت داشتند. دابون گفت: “ما رویدادهای برخورد را به عنوان فاجعه‌هایی برای زندگی تصور می‌کنیم. اما آنچه این مطالعه به آن اشاره دارد این است که این برخوردها می‌توانستند برای زندگی، به ویژه در مراحل اولیه، مفید باشند… این برخوردها ممکن است واقعاً به زندگی اجازه شکوفایی داده باشند.”

این نتایج از کار سخت و طاقت‌فرسای زمین‌شناسانی مانند دابون و دانشجویانش به دست آمده است که به کوه‌پایه‌هایی می‌روند که شواهد رسوبی از پاشش‌های اولیه سنگ‌ها را در خود دارند و در طول زمان در پوسته زمین حفظ شده‌اند. امضاهای شیمیایی پنهان در لایه‌های نازک سنگ به دابون و دانشجویانش کمک می‌کند تا شواهدی از سونامی‌ها و دیگر رویدادهای فاجعه‌آمیز را کنار هم بگذارند. کمربند سنگ سبز باربرتون در آفریقای جنوبی، جایی که دابون بیشتر کارهای فعلی خود را متمرکز کرده است، شواهدی از حداقل هشت رویداد برخوردی از جمله S2 را در خود دارد. او و تیمش برنامه‌ریزی کرده‌اند تا این منطقه را بیشتر مطالعه کنند و به عمق بیشتری در تاریخ زمین و رویدادهای مرتبط با شهاب‌سنگ‌ها نفوذ کنند.