Как метеорит 3,26 млрд лет назад повлиял на развитие жизни на Земле? Новые исследования

Ранняя Земля, лишенная привычной нам атмосферы и биосферы, представляла собой арену для грандиозных космических событий. Одним из ключевых факторов, формировавших облик молодой планеты, были столкновения с крупными метеоритами. Эти катаклизмы, способные испарять океаны и стирать с лица Земли целые экосистемы, на первый взгляд кажутся исключительно разрушительными. Однако новое исследование, опубликованное в PNAS, раскрывает парадоксальную природу этих событий, демонстрируя, как гигантские удары могли не только уничтожать, но и способствовать развитию ранней жизни.

Ученые проанализировали геологические слои, сформировавшиеся около 3,26 миллиарда лет назад в Южной Африке, в период, совпадающий с падением метеорита S2. Этот космический объект, значительно превосходящий по размерам знаменитый метеорит Чикшулуб, оставивший свой след на рубеже мелового и палеогенового периодов, стал причиной масштабных изменений окружающей среды.

Исследование выявило сложную цепочку событий, последовавших за ударом. Гигантское цунами, вызванное падением, не только переместило огромные массы воды, но и привело к перемешиванию богатых железом глубинных вод с поверхностными, обогащая верхние слои океана этим важным для жизни элементом. Нагрев атмосферы в результате удара вызвал частичное испарение океанов, что, в свою очередь, привело к образованию необычных эвапоритовых отложений — следов повышенной солености воды. Кроме того, испарение и последующее выпадение осадков могли усилить процессы выветривания горных пород на суше, увеличивая поступление питательных веществ, включая фосфор, в океан. Сам метеорит, будучи, вероятно, углистым хондритом, также мог быть источником фосфора.

Казалось бы, такие драматические изменения должны были привести к катастрофическим последствиям для зарождающейся жизни. И действительно, исследователи предполагают, что фотосинтезирующие микроорганизмы, обитавшие в верхних слоях океана, пострадали от цунами, изменения температуры и затемнения, вызванного выбросом пыли в атмосферу. Однако данные свидетельствуют о том, что биосфера не только выжила, но и довольно быстро восстановилась.

Ключевую роль в этом сыграло, вероятно, повышение концентрации железа и фосфора в воде. Железо, являясь важным элементом для многих метаболических процессов, способствовало развитию микроорганизмов, использующих его в своем обмене веществ. В частности, данные указывают на возможный расцвет железобактерий, которые окисляют двухвалентное железо до трехвалентного, получая при этом энергию.

Таким образом, гигантский удар S2, ставший причиной масштабных разрушений, одновременно создал условия для развития определенных форм жизни. Это исследование подчеркивает сложную и парадоксальную роль космических катастроф в эволюции ранней Земли, демонстрируя, как разрушение может стать катализатором для возникновения и развития жизни. Дальнейшие исследования позволят более точно реконструировать эти события и их влияние на зарождение и эволюцию биосферы.