Ziemia bombardowana meteorytami - artystyczna wizja.

Artystyczna wizja Ziemi bombardowanej meteorytami. Rycina ukazała się w „Popular Science Monthly” w 1899 roku.

W ciągu pierwszego miliarda lat historii Ziemi nasza planeta była bombardowana planetoidami, które niszczyły pierwsze ślady życia i doprowadziły do unicestwienia najstarszych ziemskich skał. To gigantyczne bombardowanie miało skończyć się około 4,1-3,9 mld lat temu.

Naukowcy zwracają jednak uwagę także na o wiele późniejsze ślady kosmicznych bombardowań. Trwały one (w kilku fazach) aż do końca archaiku, czyli do 2,5 mld lat temu. Ostatnie takie zdarzenie miało miejsce już w paleoproterozoiku – pomiędzy 2,1 a 1,7 mld lat temu (Bottke et al., 2012).

Skąd można dowiedzieć się, kiedy nasza planeta była najintensywniej bombardowana planetoidami i meteorytami? Wędrówka kontynentów oraz działalność organizmów żywych powodują, że ślady impaktów (kratery uderzeniowe) ulegają szybkiemu zniszczeniu. Nawet po katastrofach sprzed kilkudziesięciu oraz kilkuset milionów lat pozostało już niewiele, więc skąd geolodzy mogą dowiedzieć się o impaktach sprzed miliardów lat?

Z pomocą przychodzą nam badania Księżyca. Nasz satelita od czterech miliardów lat znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie Ziemi. Doświadczał on więc tych samych bombardowań, które docierały do naszej planety. Jego powierzchnia nie podlega jednak nieustannym zmianom związanym z tektoniką kier litosfery (wędrówką kontynentów). Na martwym Księżycu znakomicie zachowują się więc ślady dawnych bombardowań, a te – po osiągnięciu naszego satelity przez pierwsze misje kosmiczne – możemy już datować i badać.

Kolizja Ziemi z planetoidą.

Tak mogła wyglądać jedna z wielu kolizji młodej Ziemi z planetoidami. Rys. Donald Davis.

Te badania pozwoliły ustalić, że oprócz pierwszego, najbardziej katastrofalnego bombardowania w dziejach, mającego miejsce podczas formowania się układu słonecznego, wystąpiły także kolejne, późniejsze. Nie miały one tak doniosłego znaczenia dla dziejów Ziemi, stąd też ich ślady zostały niemal zupełnie zatarte.

Zupełnie inny status mają bombardowania sprzed ponad czterech miliardów lat. Były one szczególnie intensywne, prowadząc prawdopodobnie do całkowitej zagłady życia (jeśli w ogóle wówczas istniało), a także do przetopienia przynajmniej części skał skorupy ziemskiej. Najbardziej tragicznym w skutkach zdarzeniem była kolizja Ziemi z planetą wielkości Marsa, po której skały znajdujące się na powierzchni naszej planety uległy przetopieniu, a część materii została wybita w przestrzeń kosmiczną, tworząc Księżyc.

Ziemia i Księżyc.

Ziemia i Księżyc. Nasz satelita powstał prawdopodobnie w wyniku kolizji Ziemi z ciałem kosmicznym wielkości Marsa. Fot. NASA.

Zdarzenie to miało miejsce prawdopodobnie około 4,1 mld lat temu. To dlatego na Ziemi nie znaleziono do tej pory żadnych skał oraz śladów życia starszych niż cztery miliardy lat. Wyjątek stanowią pojedyncze ziarna minerału o nazwie cyrkon, które – jako szczególnie odporne – przetrwały katastrofę i stały się częścią młodszych skał. Cyrkony te mają wiek 4,2-4,4 mld lat. Pochodzą one prawdopodobnie ze skał granitoidowych i pozwalają nam przypuszczać, że już w momencie ich powstawania na Ziemi znajdowała się skorupa kontynentalna chociaż częściowo przypominająca współczesną.

Naukowcy próbują także ustalić, skąd pochodziła materia bombardująca młodą Ziemię. Jej źródłem był pas planetoid zlokalizowany niedaleko za orbitą Marsa. Wędrówka Jowisza i Saturna w kierunku Słońca spychała te planetoidy ku nieuchronnej kolizji z Ziemią. Nowe symulacje wskazują też, że orbity niektórych spośród planetoid pod wpływem największych planet układu słonecznego ulegały niewielkiej destabilizacji, która po upływie milionów lat okazywała się na tyle duża, by pchnąć te niewielkie ciała kosmiczne w kierunku Ziemi. Mogła to być jedna z przyczyn późniejszych, trwających aż do paleoproterozoiku, bombardowań.

Cytowany artykuł:

W. F. Bottke et al., 2012. An Archaean heavy bombardment from a destabilized extension of the asteroid belt. Nature. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature10967