Приблизительно три миллиарда лет назад наша планета представляла собой мир с первичными океанами и активными вулканами. Именно в это время Земля столкнулась с астероидом, масса которого в 200 раз превышала массу Чиксулуба, уничтожившего динозавров. Исследовательская группа из Гарвардского и Стэнфордского университетов (США) пришла к выводу, что это грандиозное событие повлияло на ранние формы жизни и способствовало их процветанию.
Следы древнего удара, известного как событие S2, сохранились в осадочных породах в районе Барбертонского зеленокаменного пояса в Южной Африке. Диаметр небесного тела, столкнувшегося с Землей примерно 3,26 миллиарда лет назад, составлял от 37 до 58 километров. В то время удары астероидов были распространенным явлением.
В научной работе, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, геологи раскрыли влияние столкновения на окружающую среду и ранние формы жизни. Оказалось, так называемое событие S2 породило огромное цунами, которое смешало обогащенные железом глубинные воды с поверхностными, из-за чего питательные вещества попали на мелководье и изменили химический баланс океанов. Цунами также привело к значительным изменениям в морских экосистемах.
«Представьте, что вы стоите у побережья современного Кейп-Кода, в зоне мелководья с тихими водами и без сильных течений. Вдруг прокатывается гигантское цунами и разрушает морское дно», — описала это событие геолог Надя Драбон (Nadja Drabon) из Гарвардского университета в США.
Удар также привел к затемнению атмосферы: огромное количество пыли и частиц временно ограничило доступ солнечного света на поверхность. Этот эффект, вероятно, длился от нескольких месяцев до нескольких лет и привел к гибели фотосинтезирующих микробов, а изменения в химическом составе воды стали причиной массового исчезновения организмов, неспособных адаптироваться к новым условиям. Тем не менее событие S2 способствовало процветанию некоторых форм жизни.
В частности, глубоководные организмы и термофилы, обитающие в горячих источниках, могли спокойно продолжать жизнедеятельность. Повышенная концентрация железа в поверхностных водах и фосфор (поступил непосредственно от метеорита и эрозии суши) создали идеальные условия для роста окисляющих железо бактерий. Использование ими ключевых для жизни элементов затем привело к образованию таких богатых железом минералов, как сидерит, — их геологи и обнаружили в изученных породах.
Таким образом, несмотря на катастрофические последствия, событие S2 стало поворотным моментом в истории Земли и привело к созданию новых экологических ниш. Повышенная доступность питательных веществ, в свою очередь, могла способствовать появлению новых видов.
Результаты исследования подчеркивают, что столь катастрофические столкновения несут не только разрушение, но и новые возможности для развития жизни. Теперь ученые смогут лучше понять, как микроорганизмы на других планетах возникают и приспосабливаются к условиям окружающей среды, меняющимся после подобных ударов.
«Удары метеоритов считаются губительными для жизни, но наше исследование показало, что эти события могли иметь и положительные последствия, особенно на ранних этапах развития жизни, и, возможно, способствовали ее процветанию», — подытожили авторы научной работы.