Obsah:
Asteroid, který narazí na planetu, může dramaticky změnit obyvatelnost planety tím, že zastaví evoluci nebo dokonce povzbudí biologickou rozmanitost.
Aby vědci porozuměli tomu, jak kosmické dopady ovlivňují život a životní prostředí, studují po sobě zanechané krátery. Některé z těchto impaktních kráterů se vyskytují v párech, pravděpodobně způsobených binárními asteroidy. Binární asteroid se skládá ze dvou asteroidů, které se navzájem obíhají a také obíhají kolem Slunce.
Jezera Clearwater v Kanadě jsou dvojitým kráterem, ale geolog Martin Schmieder z University of Western Australia a jeho kolegové se nyní domnívají, že krátery vznikly ve dvou samostatných událostech. Jejich výzkum byl nedávno publikován v časopise Geochimica et Cosmochimica Acta.
Na Zemi existuje řada dvojitých impaktních kráterů. V roce 1965 vědci navrhli, že krátery tvořící jezera Clearwater byly výsledkem takového jediného incidentu. West Clearwater Lake má průměr 22,5 mil (36 kilometrů), zatímco jeho východní bratranec je o 6 mil (10 km) menší.
Během dopadu mohou být horniny ze zemské kůry zvednuty a vytvořit centrální vrchol nebo prstenec ve středu kráteru. Ve West Lake je to patrné jako prstenec ostrovů uprostřed jezera. Východní jezero má také centrální vrchol, ale je pod vodou jezera a bylo odhaleno, až když v 60. letech 20. století vrtal do zamrzlého jezera Kanadský geologický průzkum.
Měření stáří kráterů
Existuje řada různých způsobů, jak změřit stáří impaktního kráteru. Někdy vrstvy hornin vyprávějí příběh, protože k nárazu mohlo dojít na hranici mezi dvěma geologickými časovými obdobími. Fosílie uchované ve skalách mohou také pomoci omezit věk.
Ke zjištění stáří kráteru je možné využít i rozpad radioaktivních izotopů ve vzorcích hornin, které vznikly v době dopadu. Izotopy mohou být stabilní nebo radioaktivní, a pokud jsou radioaktivní, rozpadají se na „dceřiné“produkty po známou dobu.
Draslík-40 se pomalu rozkládá na argon-40, takže čím více argonu-40 je přítomno, tím je vzorek starší. Avšak měření poměru draslíku-40 k argonu-40 má nevýhodu v tom, že draslík a argon je třeba měřit odděleně. Spolehlivější variantou této metody je přeměna draslíku na argon-39. Vzorek horniny se zahřívá, aby se uvolnil jak argon-39, tak argon-40, takže oba izotopy lze měřit současně. Množství argonu-39, které se uvolňuje, ukazuje, kolik draslíku-40 bylo původně v hornině. Pro datovací studii Clearwater byla tato metoda použita na univerzitě v Heidelbergu v Německu.
K zahřívání vzorku dochází postupně, což je známé jako "krokové zahřívání". V ideálním případě by každý krok odplynění argonu měl poskytovat stejné stáří, takže když jsou všechna jednotlivá stáří vynesena společně do grafu, stáří je konstantní pro celý vzorek a poskytuje plató. Toto je známé jako „věk náhorní plošiny“. V některých případech však není zjištěno období náhorní plošiny, ale jednotlivé stupně často vytvářejí vzor „u“nebo „schodiště“.
Dva samostatné dopady
Jezero West Clearwater Lake má přesné stáří náhorní plošiny z datování argonu. Různé vzorky hornin naznačují, že kráter byl vytvořen asi před 290 miliony let. Schmieder a jeho spolupracovníci s tím souhlasí i nové stáří argonu na 286 milionů let.
Mnohem obtížnější je určit stáří kráteru East Clearwater Lake. V předchozí práci provedené jinými vědci byla k měření stáří kráteru použita jiná izotopová metoda. Poměr rubidia (Rb) ke stronciu (Sr) naznačoval, že tento kráter je také starý asi 290 milionů let, což je zhruba stejně staré jako Západní kráter. Tato metoda datování je však poměrně nespolehlivá, pokud jde o datování impaktních kráterů.
„I jako dobře zavedená metoda Rb/Sr datování běžně selhalo při datování impaktních kráterů,“vysvětluje Schmieder. impaktní kameny po jejich vytvoření."
Argonové věky pro východní jezero také vykazují spektrum ve tvaru písmene U, spíše než jasný věk náhorní plošiny. To ztěžuje určení přesného stáří argonu, ale navrhuje maximální stáří kolem 460 milionů let, což by bylo mnohem starší než datování kráteru West Clearwater Lake. V roce 1990 výzkumníci původně vypočítali stáří východního jezera na 460 milionů let, ale pak to považovali za nesprávné kvůli podezření, že přebytek argonu kontaminuje vzorek a napodobuje starší věk kráteru.
Schmieder a kolegové však určili pro východní kráter také stáří argonu na 460 až 470 milionů let. Považují za vysoce nepravděpodobné, že by čtyři různé vzorky hornin, které byly shromážděny v různých místech a hloubkách na vrstvě impaktní taveniny uvnitř kráteru, poskytly stejné falešné stáří.
"Myslíme si, že přesné stáří kráteru East Clearwater bylo ve skutečnosti změřeno již v roce 1990," říká Schmieder.
Další důkazy
Další bod ve prospěch staršího věku východního kráteru pochází ze studia magnetizace hornin. Magnetické pole Země může být „zachyceno“určitými typy hornin a tento magnetický podpis lze použít ke studiu magnetického pole Země v průběhu historie. Magnetické póly Země nejsou pevné a přepólování se vyskytlo mnohokrát v minulosti.
Horniny ze Západního jezera ukazují, že vznikly během „superchrony“, což je neobvykle dlouhé časové období, kdy nedošlo k žádným zvratům. Tento superchron, známý jako permokarbonský obrácený superchron, trval před 316 až 265 miliony let., což souhlasí se stářím zjištěným argonovým datováním.
Skály z East Lake vyprávějí jiný příběh. Mají řadu různých magnetických polarizací, které indikují viskózní zbytkovou magnetizaci. Jedná se o magnetizaci, která se získává pomalu po dlouhou dobu. Složitější magnetická historie ukazuje, že skály jsou mnohem starší než West Lake, protože měly více času na to, aby byly změněny.
Stáří argonu a argonu 460 až 470 milionů let pro východní kráter naznačuje, že k tomuto dopadu došlo v období ordoviku v blízkopobřežním prostředí, kdy velké části východní Kanady zabíral mělký oceán.
Existují geologické stopy, které ukazují na dopad v mělkém mořském nebo pobřežním prostředí ve východním kráteru. Horniny z východního kráteru mají v sobě více chlóru než západní kráter, což by mohlo naznačovat přítomnost mořské vody. Existují také určité důkazy o zvýšeném pohybu horkých tekutin po východním dopadu, který změnil horniny. Západní kráter vznikl během permu, kdy by asteroid zasáhl pevninu Pangea.
Navzdory skutečnosti, že je statisticky velmi nepravděpodobné, že by tyto dva krátery vznikly ve dvou samostatných impaktních událostech, nové důkazy objevené Schmiederem a jeho týmem ukazují, že v tomto případě platí nepravděpodobnější scénář.
"Celkově byla dubletová teorie v průběhu desetiletí tak přesvědčivě obhajována, že se zdá, že alternativní scénáře byly opuštěny. Podle našeho názoru existuje celá řada geologických důkazů, které argumentují proti dvojímu dopadu."
Vliv na život
Nárazy, které za sebou zanechají kráter o průměru 100 kilometrů (62,5 míle) nebo méně, jako například ty, které zasáhly jezera Clearwater, se obecně považují za nemající žádné globální účinky. Ve skutečnosti mohou dopady dokonce zvýšit biologickou rozmanitost.
Například Velká ordovická biodiverzifikační událost, která zaznamenala explozi počtu živočišných druhů před přibližně 470 miliony let, byla spojena s častými impaktními událostmi v té době. Je to možná kvůli skutečnosti, že dopad by mohl narušit místní život jen natolik, aby nechal dominovat jiný druh, nebo protože pomalu ochlazující krátery mohou poskytnout stanoviště pro život.
I kdyby dopady na Clearwater Lakes byly způsobeny dvojitým dopadem, dodatečná energie uvolněná dvěma tělesy, která narazila do Země současně, by neměla žádný významný vliv na život. Zatímco ohnivá koule a zemětřesení by zdecimovaly jakýkoli život v okruhu několika set kilometrů, dopady nebyly dostatečně velké, aby způsobily velký chaos v celosvětovém měřítku.
