Метеорит, упавший на Австралию 2 миллиарда лет назад, образовал самый древний кратер и прервал ледниковый период

При помощи радиометрической датировки установлено, что астроблема Яррабубба в Западной Австралии является самым старым из известных на Земле метеоритных кратеров. Её возраст составляет 2,2 миллиарда лет. Кратер оказался на 200 миллионов лет старше другой древней метеоритной структуры в Южной Африке. Возможно, удар этого метеорита привёл к таянию ледникового покрова и вызвал глобальное потепление в конце раннего протерозоя.

Импактная структура, или иначе — астроблема Яррабубба (Yarrabubba) имеет диаметр 70 километров и расположена в пустынном районе на западе Австралии, на докембрийском гранитном щите (кратоне) Йилгарн. За такое время внешние следы кратера в рельефе сгладились, однако структура прослеживается по аномалиям магнитного поля, указывающим на эпицентр удара. Это была достаточно известная метеоритная структура, однако ранее для её возраста по геологическим признакам были только установлены верхняя и нижняя граница с разбросом в полтора миллиарда лет. До точного определения возраста по минералам, образовавшимся в результате удара, геологи дошли только сейчас. Результаты исследований международной группы из США, Великобритании и Австралии опубликованы в статье Nature Communications в конце января. Датировка таких событий является интересным, но рутинным результатом. В данном случае внимание исследователей привлекло также совпадение времени события с возможным окончанием последнего известного ледникового периода в раннем протерозое. Поэтому выполнили моделирование удара метеорита с такими параметрами в гранитное основание, предположительно в то время покрытое несколькими километрами льда (так, как сейчас Антарктида).

Пока что были известны только две древние метеоритные структуры с точными радиометрическими датировками. Это купол Вредефорт в Южной Африке с возрастом около 2 миллиардов лет и структура Садбери в Канаде (возраст 1800 млн лет). Известны более древние следы ударов в виде датированных импактных пород. Так, самые древние породы с возрастом в районе 3 миллиардов лет найдены также в Южной Африке (Каапвааль) и в другом древнем австралийском кратоне Пилбара, однако для них не обнаружено соответствующих ударных кратеров. Новые исследования показывают, что австралийская структура на 200 миллионов лет древнее южноафриканского купола, тем самым кратер стал самой древней из обнаруженных астроблем. Кроме того, сила удара должна была стать достаточной для плавления ледникового покрова и испарения в атмосферу значительного количества воды. При ударе в атмосферу должно было выделиться около 1014 кг водяного пара. Дальнейшая его судьба сильно зависела от палеоусловий. Так, в случае выброса в верхние слои атмосферы он мог вызвать катастрофические изменения в виде парникового эффекта, который в конце концов и привёл к окончанию ледникового периода.

Геологическая датировка таких объектов производится по некоторым минералам, содержащим уран в примесных концентрациях. В частности, популярными «изотопными часами» для событий архея-протерозоя являются минералы циркон и монацит, зёрна которых довольно устойчивы к выветриванию. В данном случае достаточно легко можно выделить такие минералы, образовавшиеся именно вследствие метеоритного удара. Метод датировки основан на радиоактивном распаде изотопов урана с известным периодом полураспада. Конечным продуктом распада является свинец. По соотношению урана и свинца в зёрнах породы можно определить её возраст. Период полураспада для разных изотопов урана составляет от 700 миллионов до нескольких миллиардов лет, поэтому урановая датировка пригодна для геологических событий с сопоставимым возрастом. На сегодня это практически единственный надёжный способ датировки геологических событий архея и протерозоя.

В отличие от марсианских и лунных кратеров, которые могут оставаться узнаваемыми в течение миллиардов лет, рельеф Земли быстро меняется из-за наличия атмосферы и тектонической деятельности планеты. Так, современный нам рельеф сформировался всего несколько миллионов лет назад. По этой причине импактные структуры на поверхности Земли достаточно быстро засыпаются более поздними отложениями или до неузнаваемости деформируются при горообразовании. Не очень давние астроблемы иногда проявляются в характерных геоморфологических признаках — кроме собственно кратеров это могут быть кольцевые структуры из рисунка речных русел, хребтов и т. д. Однако в большинстве случаев астроблемы проявляются в виде аномалий геофизических полей — гравитационного, магнитного, теплового, тоже имеющих кольцевую структуру и указывающих на место и очертания ударного кратера. Также в местах падения метеоритов встречается особый класс пород — импактиты, которые образуются под действием высоких температур и сверхдавления от удара космического тела. Астроблемы в целом лучше проявляются на древних щитах (кратонах) — стабильных участках земной коры, которые за это время (1—2 миллиарда лет) не претерпевают кардинальной перестройки. Одна из крупнейших астроблем в мире — Попигайский кратер на севере Сибири, в котором открыты месторождения импактных алмазов, но ему всего 35 миллионов лет.

Падение таких крупных метеоритов в геологическом прошлом Земли часто сопровождалось катастрофическими последствиями. В фанерозое такие события, кроме природных катастроф, могли приводить к массовым вымираниям и — как следствие — смене геологических эпох. Так, самое известное и недавнее событие — падение метеорита в районе Мексиканского залива 66 миллионов лет назад, которое, как считается, послужило триггером для вымирания динозавров. С нашей перспективы это выглядит как окончание мезозойской «эры динозавров» и начало кайнозоя — «эры млекопитающих». Подобные катастрофические события должны были происходить и в эпохи задолго до фанерозоя. В частности, размытая граница между археем и протерозоем отмечена несколькими катастрофическими изменениями в атмосфере и гидросфере Земли. Время падения метеорита в Западной Австралии соответствует возрасту самых молодых ледниковых отложений раннего протерозоя, а параметры его удара указывают на то, что он мог быть триггером, вызвавшим окончание последнего из палеопротерозойских ледниковых периодов, вызвав мгновенное испарение значительного количества льда.

Источник: m.vk.com