En asteroid kan ha förvandlat den antika jorden till en snöboll

By | February 10, 2024

Om vi ​​gick tillbaka i tiden många miljoner år skulle jorden se ut som planeten Hoth från Stjärnornas krig: En kall, torr luft skulle svepa bort en värld av oändlig is, som täcker nästan varje tum av land och hav. Detta tillstånd av global avkylning, känt som Snowball Earth, har inträffat minst två gånger, båda för mer än 600 miljoner år sedan. Och något måste ha gått väldigt fel med världens termostat för att förvandla den till en jättekula av is, men vad?

Olika idéer har föreslagits, från skenande vulkanism till superkontinental förstörelse. En ny studie, publicerad idag i Vetenskapliga framstegutforskar en annan idé som till stor del har ignorerats: den katastrofala inverkan av en asteroid.

När stora asteroider skyndar mot planeten kan de släppa ut stora mängder sten och skicka den mot himlen. Mycket av detta utstötning kan vara sammansatt av svavelhaltiga mineraler, som blir aerosoler som reflekterar solljus i stratosfären, atmosfärens skikt ovanför det nedre. Om det finns tillräckligt med aerosoler där uppe kan jorden bli väldigt kall väldigt snabbt.

För den här nya studien simulerade forskare injektionen av sulfataerosoler i stratosfären i olika koncentrationer (den typ som genereras av en massiv asteroids nedslag) vid olika punkter under jordens förflutna, från dess svällande heta epoker till dess senare kapitel, redan kalla. De fann att varmare tider kunde bära bördan av en asteroidnedslag utan att frysa, men redan kalla klimat kunde pressas in i ett snöbollstillstånd av en utomjordisk träff.

Det finns för närvarande inga geologiska bevis som visar att detta hände. Men denna studie visar att asteroider bör betraktas som möjliga misstänkta. “Det är ett väldigt intressant tankeexperiment”, säger Thomas Gernon, en geovetare vid University of Southampton som inte var inblandad i studien.

Det är också en uppskattande studie av nuvarande ansträngningar för att utveckla ett planetariskt försvarssystem, ett som kombinerar asteroidspionobservatorier och asteroidavböjningsteknik för att säkerställa att farliga asteroider aldrig når planetens tröskel.

“Effekterna av en stor påverkan följt av en global istid skulle vara förödande för komplext liv och kan leda till att mänskligheten utrotas”, säger studieförfattaren Minmin Fu, klimatdynamiker vid Yale University.

En kraft som är stark nog att göra om jorden

Om solljuset blockeras tillräckligt länge svalnar planeten och dess isiga områden växer. Isen reflekterar solljus tillbaka ut i rymden, så när mer av det ackumuleras blir planeten kallare, vilket gör att mer is bildas, och om den når en viss iströskel blir planeten obönhörligen i en snöboll.

Även om det är otvivelaktigt att jorden under sin miljardåriga historia har gått igenom varmare och kallare tider, är inte alla forskare överens om att jorden har blivit helt uppslukad av is. Men en mängd uråldriga och märkliga geologiska särdrag (till exempel tillplattade lager av sediment och stenskräp, vanligtvis gjorda och transporterade av glaciärer, som hittas vid ekvatorn) har övertygat många om att jorden en gång var omsluten av snö och is. åtminstone två gånger ( mellan 720 och 720 år). och för 635 miljoner år sedan, under den passande namngivna kryogenperioden under den neoproterozoiska eran.

(En ny upptäckt på Saturnus “Death Star”-måne kan hjälpa forskare att lära sig mer om utomjordiskt liv. Läs mer.)

Att avgöra varför de hände (och varför de slutade) är av yttersta vikt; Strax efter att den andra snöbollen smält inträffade en explosion av komplext liv, något som kallas den kambriska explosionen.

“Därför är det viktigt att förstå varför de uppstår: att förstå historien om livet på jorden och potentialen för liv på andra planeter,” säger Fu.

Vulkaner har ansetts vara huvudmisstänkta för att producera snöbollar: kanske bröt de ut för mycket svaveldioxid (som blir aerosol i atmosfären), vilket genererade en kylande effekt, eller kanske, en annan teori antyder, hade jorden en tid mycket färre vulkaner som sprutade ut koldioxid in i atmosfären. himmel, vilket minskar växthuseffekten.

“Båda hypoteserna är genomförbara”, säger studieförfattaren Alexey Fedorov, expert på klimatmodellering vid Yale University. Men det är oklart om vulkaner kan få utbrott av så stora mängder svaveldioxid tillräckligt snabbt, eller uppleva en dramatisk minskning av koldioxidproduktionen, för att driva Snowball Earth.

En asteroidnedslag inträffar dock annorlunda. “En påverkan är en geologiskt ögonblicklig händelse”, säger studieförfattaren Christian Köberl, en påverkansexpert vid universitetet i Wien. Och de är kända för att hastigt dumpa en massa sulfater i atmosfären.

Chicxulub-impaktorn, den sex mil långa asteroiden som slog in i jorden för 66 miljoner år sedan, orsakade en mängd miljö- och klimatproblem, tillräckligt för att utlösa en massutrotning. De sulfataerosoler som skapades bidrog också till år av global kylning och expanderande havsis. Detta utlöste inte ett snöbollstillstånd, men, frågade författarna, vad händer om något lika katastrofalt hände vid andra tillfällen i jordens historia?

En utomjordisk antagonist

För att testa sin asteroidteori skapade teamet detaljerade simuleringar av flera kapitel av planetens förflutna, var och en med olika kontinentala, oceaniska och atmosfäriska arrangemang: den förindustriella tempererade eran (före 1850), den iskalla Last Glacial Maximum (20 000 år sedan) , en varm era som liknar kritatiden (145 till 66 miljoner år sedan), och under den neoproterozoiska eran (750 miljoner år sedan), en varmare och en kallare rekreation.

(Kolla in dessa 9 spektakulära natthimlens evenemang under 2024.)

De injicerade sedan rimliga, Chicxulub-liknande mängder svaveldioxidgas i stratosfärerna under dessa tidsperioder (6,6, 200 och 2 miljarder ton av materialet) och såg vad som hände. Skulle en snöbollsjord, här definierad som 97 procent global havsistäckning, inträffa?

Under inga omständigheter inträffade en helt frusen värld under den varma förindustriella och kritatiden. Men att lägga till 200 miljarder ton svaveldioxid till en kallare version av den neoproterozoiska eran och det sista istiden räckte för att se is täcka alla världens hav på mindre än ett decennium.

“Det är mycket svårare att framkalla en snöboll när det är så varmt på jorden”, säger Köberl. Men den här studien tyder på att när planeten redan är kall, “är det möjligt.”

Det enda sättet att bekräfta denna idé skulle vara om en krater liknande storleken Chicxulub (110 miles bred) eller skräp som kastats ut av en stöt, rik på svavel, hittades och daterades till början av dessa isiga perioder. Gernon misstänker att även efter nästan en miljard år av erosiv aktivitet orsakad av vatten, vulkanism, biologi och tektoniska kombinationer, kan en så stor krater fortfarande döljas på en av jordens kontinenter.

“Det är frestande, och deras modellering är ganska övertygande”, säger han, men han kommer att förbli skeptisk tills det obestridliga geologiska beviset har hittats.

För närvarande är detta en teoretisk övning. “Påverkan förklarar inte allt”, säger Köberl. “Men du måste fortfarande hålla ett öppet sinne”, eftersom denna studie, och händelser som Chicxulub, visar hur kraftfullt asteroider kan förändra jordens öde.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *