Wbrew wielu katastrofalnym zapowiedziom, kolizja Ziemi z dużym ciałem kosmicznym, na przykład planetoidą, jest stosunkowo mało prawdopodobna. Owszem, wydarzenia tego typu zdarzały się często w historii Ziemi, jednak miały one miejsce na przestrzeni wielu milionów lat. Zatem szanse na to, że w najbliższej przyszłości zagrozi nam niebezpieczeństwo z kosmosu, są znikome.

Kolizja planet.

Artystyczna wizja kolizji młodej Ziemi (przed czterema miliardami lat) z ciałem kosmicznym wielkości Marsa. Katastrofa ta doprowadziła do niemal całkowitego przetopienia skorupy ziemskiej oraz powstania Księżyca. Źródło: NASA.

Nie zawsze jednak tak było. W początkach historii naszej planety, między 4,6 a 3,8 miliarda lat temu, na powierzchnię Ziemi regularnie spadały bolidy, komety i planetoidy. Co więcej, prawdopodobnie dochodziło również do zderzeń z ciałami kosmicznymi wielkości planet. Właśnie taka katastrofa doprowadziła przypuszczalnie do wyrzucenia z pierwotnej Ziemi dużej ilości materii, która utworzyła potem Księżyc.

Wraz z dojrzewaniem i krzepnięciem nowo powstałego Układu Słonecznego takie kataklizmy na dużą skalę zdarzały się coraz rzadziej. Materia, która nie weszła w skład planet, zgromadziła się w pasie planetoid, a wszystkie ciała, których orbity przecinały orbitę Ziemi, spadły już na jej powierzchnię. Przypuszcza się, że najsilniejsza faza bombardowania meteorytami zakończyła się około 3,8 miliarda lat temu. Przypuszczenie to potwierdzają zresztą badania Księżyca, którego martwa powierzchnia nie ulega tak szybkim przemianom, jak nasza planeta, zachowując więcej informacji o początkach swojej historii.

Co znaleziono w południowej Afryce?

Odkrycia dokonane na Ziemi zdają się jednak sugerować, że upadki dużych fragmentów materii pozaziemskiej (impakty) zdarzały się stosunkowo często jeszcze później, prawie do 2,5 miliarda lat temu, a więc do schyłku eonu archaicznego. Argumenty przemawiające za taką interpretacją znaleziono w południowej Afryce. Na powierzchni widoczne są tam bardzo stare skały, datowane na ponad trzy miliardy lat! Dla porównania, niemal wszystkie skały znajdowane w Polsce liczą sobie mniej niż 500 milionów lat, a jedyny ważny wyjątek stanowią granitoidy i czerwone piaskowce przywleczone przez lądolód ze Skandynawii, które nierzadko mają około 1,5 mld lat.

Krater Vredefort w RPA.

Skały datowane na od 2 do ponad 3 mld lat, odsłaniające się na terenie południowej Afryki, pozwalają na badanie wielu procesów zachodzących na młodej Ziemi. Na zdjęciu krater Vredefort w RPA, powstały ponad dwa miliardy lat temu. Fot. NASA.

W skałach z południowej Afryki znaleziono warstwy zawierające duże ilości mikroskopijnych kuleczek (sferuli), będących pozostałościami po skałach przetopionych w wyniku uderzenia meteorytów (Lowe et al., 2004). Warstwy te są dodatkowo wzbogacone w iryd – pierwiastek rzadki na powierzchni Ziemi, pochodzący z kosmosu. Skały te dokumentują więc dawne upadki materii pozaziemskiej. Duże ilości sferul oraz irydu świadczą o tym, że na powierzchnię planety spadły wówczas duże ciała kosmiczne, o średnicy większej niż średnica słynnej planetoidy, która uderzyła w Ziemię w końcu kredy.

Łącznie w południowoafrykańskich skałach znaleziono aż osiem warstw świadczących o dawnych katastrofach. Te kataklizmy wydarzyły się na przestrzeni niecałych 250 milionów lat. Zatem na powierzchnię Ziemi co 30 milionów lat spadał bardzo duży bolid lub planetoida. Ta częstotliwość olbrzymich kosmicznych katastrof jest o wiele większa niż w jakimkolwiek późniejszym okresie geologicznym. Dobrze to obrazuje, jak rzadko zdarzają się takie kataklizmy obecnie, gdy ich częstotliwość jest zdecydowanie niższa.

Jakie skutki pociągały za sobą te kataklizmy? Z pewnością powodowały one ogromne fale tsunami pustoszące lądy. Świadczą o tym same osady, w których znaleziono sferule, a także skały leżące powyżej. Powstały one właśnie w wyniku działania fal tsunami.

Kratery sięgające do wnętrza Ziemi

Naukowcy przypuszczają również, że olbrzymie kratery wybite przez planetoidy sięgały niemal do dolnej granicy skorupy ziemskiej, która dzisiaj znajduje się na głębokości średnio kilkunastu kilometrów. Wówczas była ona jednak cieńsza. Na korzyść hipotezy o głębokich kraterach przemawiają drobne ziarna cyrkonu – bardzo odpornego minerału znajdującego się w niewielkich ilościach w skałach granitowych. W skałach bogatych w sferule znaleziono sporo starych cyrkonów, wieku aż 3,8 miliarda lat. Pochodzą one z bardzo starych granitoidów, które według badaczy musiały się wówczas znajdować głęboko pod powierzchnią Ziemi, blisko dolnej granicy skorupy. Wydobycie ich na powierzchnię było możliwe dzięki wielkim kraterom oraz wybiciu na duże odległości materii pochodzącej z głębi planety.

Badacze zauważają również, że krótko po czterech wielkich impaktach następujących w stosunkowo niewielkich odstępach (oczywiście w geologicznej skali czasu, liczonej w milionach lat) zmienił się charakter skał magmowych tworzących się na terenie dzisiejszej południowej Afryki (Lowe, 2013; Lowe et al., 2014). Skały zasadowe, skrajnie ubogie w krzemionkę zostały w dużej mierze zastąpione przez skały obojętne oraz kwaśne – drugie z nich zawierają duże ilości krzemionki i są typowymi skałami budującymi dzisiejsze kontynenty.

Kry litosfery.

Współcześnie skorupa ziemska podzielona jest na szereg kier (płyt), które przemieszczają się i kolidują ze sobą. Katastrofy kosmiczne sprzed trzech miliardów lat mogły – zdaniem niektórych naukowców – wpłynąć na procesy globalnej tektoniki ziemskiej. Źródło: Wikipedia.

Zmiana rodzaju powstających skał magmowych przypuszczalnie miała związek z kilkoma dużymi impaktami. Na razie nie można tego udowodnić, ale zbieżność czasowa upadków dużych planetoid oraz powstawania nowych skał, typowych dla kontynentów, jest zastanawiająca. Jeśli rzeczywiście tak było, to niewykluczone, że wielkie katastrofy kosmiczne przyspieszyły tworzenie się globalnej tektoniki, jaką znamy dzisiaj – z wieloma oddzielnymi płytami (krami) skorupy, poruszającymi się nieustannie i ulegającymi wzajemnym kolizjom. W takim ujęciu kataklizmy z dalekiej przeszłości miałyby także pozytywne następstwa, prowadząc ostatecznie do ukształtowania się oblicza Ziemi, jakie znamy obecnie.

Cytowania:

  • Donald R. Lowe et al., 2004. Spherule Beds 3.47–3.24 Billion Years Old in the Barberton Greenstone Belt, South Africa: A Record of Large Meteorite Impacts and Their Influence on Early Crustal and Biological Evolution. Astrobiology 3, 1, 7-48. DOI: 10.1089/153110703321632408.
  • Donald R. Lowe, 2013. Crustal fracturing and chert dike formation triggered by large meteorite impacts, ca. 3.260 Ga, Barberton greenstone belt, South Africa. Geological Society of America Bulletin 125, 5-6, 894-912.
  • Donald R. Lowe et al., 2014. Recently discovered 3.42–3.23 Ga impact layers, Barberton Belt, South Africa: 3.8 Ga detrital zircons, Archean impact history, and tectonic implications. Geology 42, 9, 747-750.