Muinaisia elämänmerkkejä dinosauruksia tappavan Chicxulub-kraatterin alla
Taiteilijan rekonstruktio Chicxulub -kraatterista pian törmäyksen jälkeen, 66 miljoonaa vuotta sitten. Kuva Detlev Van Ravenswaayn kautta/ Tiedelähde/Tiede.
Millaista oli muinainen elämä maan päällä?Tiedemiehet paljastivat30. lokakuuta 2020, että he ovat löytäneet tärkeitä uusia vihjeitä. Mielenkiintoista on, että todisteet ovatChicxulub(karkeasti lausuttu 'CHEEK-shu-loob'), suuri, pyöreä, haudattuiskukraatterimonien mielestä muodostuneetasteroidien törmäystapahtumajoka tappoi dinosaurukset 66 miljoonaa vuotta sitten. Aiemmin tänä vuonna tiedemiehet olivat havainneet, että Chicxulub sisälsi kerran suurenhydroterminen järjestelmä-lämminvesijärjestelmä-kuumaa mineraalipitoista vettä. Nyt sama tiimi sanoo löytäneensä todisteita maanalaisesta ekosysteemistämikrobien elämää, kraatteri ja sen kuuma vesi.
Chicxulub -kraatterin luoneen valtavan iskun jälkeen Maan pinta oli melko asumaton. Mutta uusi työ osoittaa, että Chicxulubin kaltaiset vaikutukset tuottivat maanalaisia markkinarakoja, joissa mikrobielämä voisi kukoistaa. Siistiä, kyllä?
UusivertaisarvioituTutkimus on peräisin yliopistojen avaruustutkimusyhdistyksen (USRA) Washingtonissa ja Lunar and Planetary Institute (Lunar and Planetary Institute)LPI) Houstonissa, Teksasissa. Se olijulkaistuverkossa lehden kauttaAstrobiologia30. lokakuuta 2020.
Chicxulubin kraatterin sijaintiWikipedia.
Chicxulub, halkaisijaltaan noin 119 mailia (180 km) ja sijaitsee pohjoisen reunan allaJukatanin niemimaa, Meksiko, on yksi maapallon parhaiten säilyneistä iskukraatereista. Suurin osa kraattereista on tietysti kuluttanut maapallon vesi ja ilmakehä - toisin kuin ilmaton runko, kuten kuu, joka saa pitää kraatterinsa - mutta Chicxulub on edelleen tunnistettavissa. Se on myös parhaiten säilynyt törmäyskraatteri, joka on samanlainen kuin raskaan meteoriittipommituksen aika 3,8 miljardia vuotta sitten.
Poikkileikkaus muinaisesta hydrotermisestä järjestelmästä Chicxulubin kraatterissa. Tutkijat ovat löytäneet todisteita kukoistavasta mikrobien ekosysteemistä hydrotermisessä järjestelmässä. Vastaavia järjestelmiä oli olemassa noin 3,8 miljardia vuotta sitten. Kuva Victor O.Leshykin/ Lunar and Planetary Institute/USRA.
Chicxulub -ydinnäyte, joka sisältää hydrotermisiä mineraaleja, dachiardiittia ja anaalia. Nämä mineraalit auttoivat tukemaan kukoistavaa mikrobien ekosysteemiä. Kuva David A.Kringin kautta/ Lunar and Planetary Institute/USRA.
Monet suuret vaikutukset, jotka olivat samanlaisia kuin Chicxulub, tapahtuivat tänä paljon aikaisemmin, jota kutsutaanHadean eonja se on maan historian vanhin ajanjakso (4,6 miljardia vuotta sitten - maapallon olemassaolon alku - 4 miljardia vuotta sitten). Jotkut näistä muinaisista vaikutuksista olivat jopa riittävän suuria valtamerien väliaikaiseksi höyrystämiseksi! Tuloksena oli kuuma, höyryinen, kivihöyryä täyttävä ilmapiiri, mikä teki maapallon asuttamattomaksi tuolloin. Entäallapinta? Olisiko elämää voinut olla siellä, suojatummassa ympäristössä maanpinnan hydrotermisissä järjestelmissä? Tämän uuden tutkimuksen mukaan se olisi voinut tehdä sen samalla tavalla kuin Chicxulubin aikana.
Tiedemies, joka johti uutta tutkimusta,David Kringesitä LPI: ssä konsepti nimeltäElämän vaikutuksen alkuperä-hypoteesi. Periaatteena oli, että kuuma, mineraalipitoinen vesi voisi virrata iskujen murtaman kiven läpi luoden maanalaisen hydrotermisen järjestelmän, joka voisi tukea jonkinlaista mikroskooppista elämää. Uudet havainnot osoittavat, että tällainen järjestelmä säilyi satoja tuhansia - tai miljoonia - vuosia Chicxulubin kraatterin alla, ja siksi se olisi voinut olla mahdollista myös Hadean -vaikutusten kanssa miljardeja vuosia aikaisemmin. Niinpä äskettäin löydetyt todisteet uudemman kraatterin alapuolelta voivat antaa arvokkaita vihjeitä siitä, miten elämä kehittyi ensin maan päällä.
Joten miten tutkijat löysivät tämän todistuksen?
David Kring yliopistojen avaruustutkimusyhdistyksestä (USRA) ja Lunar and Planetary Institute (LPI), joka johti uutta tutkimusta. Kuva kauttaUSRA.
He saivat kallioperän näytteitä kraatterin huippurengasta kansainvälisen valtamerien etsintäohjelman ja kansainvälisen mannermaisen tieteellisen porausohjelman tukeman retkikunnan kautta. Viisitoista tuhatta kiloa (33 000 kiloa) kiveä otettiin talteen yhteensä 1,3 km: n syvästä porakaivosta. Kun tutkitaan, pienet mineraalipallotpyriitti, halkaisijaltaan vain kymmenen miljoonasosaa. Rikin analyysiisotoopit(rikin vaihtelut, joiden atomeissa on eri määrä neutroneja) mineraalissa osoittivat, että pallot ovat mikrobien ekosysteemin luomia. Mikrobit olivat sopeutuneet hydrotermisen järjestelmän kuumiin nesteisiin ja kukoistaneet.
Mikrobit ruokkivat järjestelmän sisällä tapahtuneita kemiallisia reaktioita. Kun sulfaatti muutettiin sulfidiksi, se säilyi pyriittinä, jota mikrobit käyttivät energiaksi. Nämä organismit olivat samanlaisiatermofiilinenbakteerit (bakteerit, jotka voivat elää korkeissa lämpötiloissa) jaarkeia(yksisoluiset mikro-organismit, joiden rakenne on samanlainen kuin bakteerit, jotka selviävät happipitoisissa ympäristöissä), joita esiintyy nykyään hydrotermisissä järjestelmissä, kutenYellowstonen kansallispuisto.
ForVM otti yhteyttä Kringiin sähköpostitse saadakseen lisähuomautuksia näiden havaintojen merkityksestä.
Chicxulub -kraatterin pinnan ääriviivat sellaisena kuin näemme sen tänään, Yucatánin niemimaan pohjoisreunan alla, Meksikossa. Kuva Kring et ai./ NASA/Astrobiologia.
ES: Miten keksit ensimmäisen kerran elämän alkuperähypoteesin?
DK: Elämän vaikutuksen alkuperän hypoteesi syntyi kahden riippumattoman tutkimuksen yhteydessä. Ensinnäkin ryhmämme yritti löytää dinosaurusten sammuttaneen törmäyspaikan. Tutkiessamme löytönäytteitämme tajusin, että iskukivet olivat ylipainettuja hydrotermisen mineralisaation vuoksi, mikä osoittaa iskun aiheuttaman hydrotermisen järjestelmän. Toiseksi, samaan aikaan tutkin intensiivisen varhaisen aurinkokunnan pommituksen aikaa, jota joskus kutsutaan kuun kataklysmiksi, sisäisen aurinkokunnan katastrofiksi tai myöhään raskaiksi pommituksiksi. Jotkut näistä tapahtumista olivat niin suuria, että ne höyrystivät Maan meret, mikä teki mahdottomaksi elämän olemassaolon maan pinnalla. Yhdistämällä kaksi ja kaksi, tajusin, että samat vaikutustapahtumat loivat maanpinnan alla olevia hydrotermisiä järjestelmiä, jotka olisivat täydellisiä elinympäristöjä elämän varhaiselle kehitykselle. Samanaikaisesti biologit päättivät, että elämän puu juurtuu organismeihin, jotka asuivat hydrotermisissä järjestelmissä. Näin ollen vaikutti uskottavalta elämältä, joka syntyi törmäyskraatterista.
ES: Ovatko rikkiä syövät mikrobit ainoat tähän mennessä tunnetut, vai voisiko hydrotermisessä järjestelmässä esiintyä myös muita mikrobielämiä? Entä muuntyyppinen (ei-mikrobinen) elämä?
DK: Sulfaattia pelkistävät mikrobit ovat ainoat tähän mennessä havaitut organismit, mutta hydrotermisessä järjestelmässä on saattanut esiintyä muuntyyppisiä organismeja. Aloitamme etsinnän nyt.
ES: Onko olemassa muita puoliksi säilyneitä iskukraatereita, joilla voi olla samanlaisia hydrotermisiä järjestelmiä?
DK: KylläHaughtonKanadassa jaRochechouartRanskassa.
Mikroskooppinen kuva sulfidijyvistä ja pyriittipalloista Chicxulub -kraatterin ydinnäytteessä. Kuva Kring et ai./ kauttaAstrobiologia.
ES: Mitä lisätutkimuksia Chicxulub -kraatterille on suunnitteilla?
DK: Etsimme lisää organismeja, jotka ovat saattaneet menestyä maanalaisessa hydrotermisessä järjestelmässä. Haluamme määritellä koko ekosysteemin ja tutkia sen kehittymistä useiden miljoonien vuosien aikana.
Nämä havainnot ovat kiehtovia, koska ne tukevat mahdollisuutta, että meteoriitti- tai asteroidi -iskut maan varhaisimmassa iässä - Hadean -eonissa - olisivat voineet auttaa elämää alkaessa. Ja jos se tapahtuisi maapallolla, olisiko se voinut tapahtua muualla, kuten Marsissa, tai jäiset kuut, joissa on maanpinnan alapuolella valtameri ulkoisessa aurinkokunnassa, tai jopa kääpiöplaneetat, kutenCeres(joka, kuten useimmat aurinkokunnan ruumiit, on peitetty kraattereilla, mutta nykyään tiedetään myös, että sen pinnan alla on ollut nestemäisen veden kerros aiemmin ja ehkä vieläkin)? Mahdollisuuksia on mielenkiintoista pohtia!
Lue lisää elämän vaikutuksen alkuperän hypoteesista
Bottom line: Tutkijat ovat löytäneet todisteita muinaisesta mikrobien ekosysteemistä hydrotermisessä järjestelmässä valtavan dinosauruksia tappavan Chicxulub-iskukraatterin alla.
Lähde: Microbial Sulphur Isotope Fractionation in the Chicxulub Hydrothermal System