Πανάρχαιη πρόσκρουση μετεωρίτη καταστρέφει ζωή, αλλά ταυτόχρονα βοηθά τη βιολογική εξέλιξη
Σάββατο 16 Νοέμβρη 2024 - Κυριακή 17 Νοέμβρη 2024

Καλλιτεχνική απεικόνιση της Γης κατά τον Αρχαιοζωικό αιώνα, εποχή με έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα και συχνές προσκρούσεις διαστημικών βράχων. Σε πρώτο πλάνο στρωματολίτες, σχηματισμοί που δημιουργήθηκαν στο πέρασμα των αιώνων από βακτήρια, που παρήγαγαν οξυγόνο
Πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια, ένας διαστημικός βράχος διαμέτρου 10 χιλιομέτρων συγκρούστηκε με τη Γη εκεί που βρίσκεται τώρα η χερσόνησος Γιουκατάν, στον Κόλπο του Μεξικού, ανοίγοντας έναν τεράστιο κρατήρα και πυροδοτώντας πυρκαγιές παγκόσμιας κλίμακας, με αποτέλεσμα την εξαφάνιση του 75% των ειδών ζωής. Για τους δεινόσαυρους ειδικά, αυτό ήταν το τέλος του κόσμου. Αλλά από τις στάχτες αναδύθηκαν τα θηλαστικά, ανοίγοντας μια νέα εποχή για τη ζωή στη Γη. Αυτή η σύγκρουση θεωρείται μια κοσμικής κλίμακας «δημιουργική καταστροφή», καθώς χωρίς αυτή, τα θηλαστικά ίσως θα παρέμεναν στην αφάνεια και ο άνθρωπος δεν θα είχε υπάρξει.

Ωστόσο, ο διαστημικός βράχος που ευθύνεται γι΄ αυτή την καταστροφή, δεν συγκρίνεται με τον αστεροειδή που χτύπησε τη Γη πριν από 3,26 δισεκατομμύρια χρόνια, κατά τη διάρκεια του Αρχαιοζωικού γεωλογικού αιώνα, του ηλικίας 4,5 δισ. ετών πλανήτη μας. Ο αστεροειδής αυτός ονομάστηκε S2 και ήταν 50 έως 200 φορές μεγαλύτερος από εκείνον των δεινοσαύρων. Το μέγεθός του και η ενέργεια πρόσκρουσης ήταν τέτοια, που εκτιμάται πως αεριοποίησε πάνω από 10.000 κυβικά χιλιόμετρα πετρωμάτων, τα οποία ανέβηκαν ψηλά στην ατμόσφαιρα, για να υγροποιηθούν στη συνέχεια και να πέσουν στην επιφάνεια της Γης ως σταγονίδια λιωμένων πετρωμάτων. Προφανώς, αυτή η σύγκρουση θα ήταν εξαιρετικά καταστροφική για τις πρώτες μορφές ζωής, απλούς μονοκύτταρους προκαρυωτικούς (χωρίς πυρήνα) οργανισμούς, ανάμεσά τους τα κυανοβακτήρια, που μόλις είχαν αρχίσει να εμπλουτίζουν την ατμόσφαιρα με οξυγόνο. Ταυτόχρονα, όμως, η πρόσκρουση αυτή έδωσε μια ισχυρή ώθηση στη βιόσφαιρα.

Υδάτινος κόσμος

Στρώμα πετρώματος από τη Νότια Αφρική, με πλήθος σφαιριδίων λιωμένων πετρωμάτων που στερεοποιήθηκαν. Στο κάτω μέρος ένα νόμισμα για σύγκριση μεγέθους
Η εξέταση στρώσεων πετρωμάτων στη Νότια Αφρική έδειξε πως πέρα από την πρόκληση τεράστιων ποσοτήτων αεριοποιημένων πετρωμάτων, ο S2 πυροδότησε τεράστια τσουνάμι, ενώ ταυτόχρονα έβρασε και εξάτμισε το ανώτερο στρώμα των ωκεανών. Την ίδια στιγμή, όμως, πρόσθεσε στις θάλασσες της Γης φωσφόρο και άλλα κρίσιμα για τη ζωή χημικά στοιχεία, πυροδοτώντας μια άνθηση της ζωής. Σε αντίθεση με τον βράχο της εποχής των δεινοσαύρων, που άφησε πίσω του μια οικολογική καταστροφή διάρκειας πολλών εκατομμυρίων ετών, οι συνέπειες από την πολύ ισχυρότερη πρόσκρουση του S2 είχαν πολύ μικρή διάρκεια, για να αφήσουν σημαντικό αποτύπωμα έλλειψης ζωής στα πετρώματα. Επιστήμονες εκτιμούν ότι για μερικά χρόνια ή έστω δεκαετίες οι συνθήκες ήταν πολύ δύσκολες, αλλά μετά η ζωή ανέκαμψε πολύ γρήγορα. Οι πρωτόγονες μορφές ζωής εκείνης της εποχής φαίνεται πως ήταν πολύ πιο ανθεκτικές σε τέτοιου είδους σοκ, συγκριτικά με τις κατοπινές πιο σύνθετες και εξελιγμένες.

Αν πετούσε κανείς πάνω από τον πλανήτη λίγο πριν από την πρόσκρουση του S2 θα διαπίστωνε ότι η Γη ήταν πολύ διαφορετική απ' ό,τι σήμερα. Ουσιαστικά επρόκειτο για έναν υδάτινο κόσμο και μόνο κάποια ηφαίστεια και νησιά ξεπρόβαλλαν πάνω από την επιφάνεια. Οι ωκεανοί περιείχαν διπλάσια ποσότητα νερού απ' ό,τι σήμερα, επειδή το εσωτερικό του πλανήτη δεν είχε κρυώσει αρκετά ώστε να απορροφήσει τόση υγρασία όση συγκρατεί τώρα. Δίχως μεγάλες ηπείρους που να διαβρώνονται και να διαχέουν ορυκτά προς τις θάλασσες μέσω των ποταμιών, οι ωκεανοί είχαν μεγάλη έλλειψη σε κρίσιμα θρεπτικά συστατικά, όπως ο φωσφόρος, ο χαλκός, το μολυβδαίνιο, το νικέλιο. Η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί περιείχαν ελάχιστο αέριο οξυγόνο - ίσως 1% με 2% - το αέριο που σήμερα αποτελεί πάνω από το 20% της σύνθεσης της ατμόσφαιρας και είναι απαραίτητο για τη ζωή των ζώων, των φυτών και των μυκήτων.

Φωτοσύνθεση

Μέρος των διαθέσιμων οργανικών θρεπτικών συστατικών προερχόταν από μια πρωτόγονη μορφή φωτοσύνθεσης, κατά την οποία μικρόβια χρησιμοποιούσαν το ηλιακό φως για να αποσπάσουν ηλεκτρόνια από τον σίδηρο που ήταν διαλυμένος στο θαλασσινό νερό, χρησιμοποιώντας τα για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα σε σάκχαρα. Ομως, τα ανώτερα στρώματα των ωκεανών, αυτά που φωτίζονται, περιείχαν μόνο ίχνη σιδήρου, κάνοντας δύσκολη τη ζωή ακόμη και σε αυτά τα ανθεκτικά μικρόβια. Οι ωκεανοί ήταν πραγματικά βιολογικές έρημοι.

Ερευνες σε πετρώματα της εποχής του Αρχαιοζωικού αιώνα στη Νότια Αφρική έδειξαν ότι τουλάχιστον 8 στρώματα μέσα στα πετρώματα αυτά περιείχαν πλήθος σφαιριδίων μεγέθους κόκκου άμμου, που δεν ήταν τίποτα άλλο από σταγονίδια λιωμένων βράχων, τα οποία στερεοποιήθηκαν όταν έπεσαν από την ατμόσφαιρα, μετά από μια σειρά ισχυρότατων προσκρούσεων. Εκτιμάται ότι μεταξύ 3,5 και 3,2 δισ. ετών πριν από σήμερα, ένα αντικείμενο διαμέτρου μεγαλύτερης από εκείνο που σκότωσε τους δεινοσαύρους έπληττε τη Γη κατά μέσο όρο κάθε 15 εκατομμύρια χρόνια. Ορισμένοι από αυτούς τους αστεροειδείς μπορεί και να ήταν 350 φορές μεγαλύτεροι από τον δολοφόνο των δεινοσαύρων...

Στρώματα

Κάτω από το στρώμα της πρόσκρουσης του S2, επιστήμονες εντόπισαν στρώματα με μαύρα ίχνη άνθρακα, ό,τι είχε απομείνει δηλαδή από το στρώμα μικροβίων που κάλυπτε τον βυθό, πριν θαφτεί, συμπιεστεί και θερμανθεί από γεωλογικές διεργασίες. Πάνω από το στρώμα του S2, οι ερευνητές βρήκαν ένα μείγμα από σφαιρίδια στεροποιημένων πετρωμάτων, ανάμεικτα με άμμο και χαλίκια, αποτέλεσμα των τεράστιων τσουνάμι που προκλήθηκαν. Ακριβώς πάνω απ' αυτό εντόπισαν πετρωμένη λάσπη, που προήλθε από την κατακάθιση των ιζημάτων που παρασύρθηκαν από τα κύματα. Πάνω κι απ' αυτό, ανακάλυψαν το πιο απρόσμενο: Ενα στρώμα που περιείχε εξαγωνικούς κρυστάλλους αλατιού, που προέκυψαν από την απότομη εξάτμιση του επιφανειακού θαλασσινού νερού. Αν πράγματι κάποια μέτρα επιφανειακού νερού εξατμίστηκαν, τότε η ατμόσφαιρα θα γέμισε με νέφη που θα έκρυψαν τον ήλιο επί μήνες, κάνοντας δύσκολη τη ζωή όσων φωτοσυνθετικών μικροβίων επιβίωσαν της σύγκρουσης.

Λίγα μέτρα πιο πάνω από τα γεωλογικά στρώματα της πρόσκρουσης S2, τα πετρώματα είναι και πάλι γεμάτα με τα μαύρα υπολείμματα των μικροβίων και μάλιστα πιο πυκνά απ' ό,τι στα στρώματα πριν την πρόσκρουση. Σε αυτά τα ανώτερα στρώματα είναι σαφώς μεγαλύτερη η συγκέντρωση φωσφόρου, στοιχείου απαραίτητου στη σύνθεση του DNA, των κυτταρικών μεμβρανών και άλλων βιολογικών συστατικών. Εκτιμάται ότι η πρόσκρουση αυτή πρέπει να διάχυσε στους ωκεανούς 360 δισεκατομμύρια τόνους εξωγήινου φωσφόρου, ενώ επιπλέον ποσότητες θα προήλθαν από την αυξημένη διάβρωση των νησιών από τα τσουνάμι. Πέρα από τον φωσφόρο τα στρώματα αυτά περιέχουν και αυξημένες ποσότητες σιδερίτη (οξείδιο του σιδήρου), το οποίο επίσης πρέπει να προήλθε από τη δράση των τσουνάμι. Ο συνδυασμός φωσφόρου και σιδήρου θα έδωσε μεγάλη ώθηση στα μικρόβια, οδηγώντας σε μια άνθησή τους μέσα στις θάλασσες.

Τι θα συνέβαινε, όμως, αν ένας αστεροειδής μεγέθους ανάλογου με του S2 χτυπούσε τη Γη πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια, όταν πια είχαν εμφανιστεί τα ψάρια, τα φυτά, οι δεινόσαυροι και τα θηλαστικά; Από μια τέτοιας ισχύος πρόσκρουση μόνο οι απλές μορφές ζωής θα μπορούσαν να επιζήσουν. Αντί να βγάλει από τη μέση τους δεινοσαύρους, αφήνοντας σχεδόν άθικτα τα θηλαστικά, τα πουλιά και τα ψάρια, η πρόσκρουση θα εξαφάνιζε όλα τα φυτά και τα ανώτερα ζώα. Θα ήταν μια επανεκκίνηση της ζωής, ξεκινώντας πάλι από το επίπεδο των βακτηρίων. Ευτυχώς, τόσο μεγάλοι αστεροειδείς δεν πλήττουν πια τη Γη, εδώ και πολύ καιρό.


Επιμέλεια:
Σταύρος Ξενικουδάκης
Πηγή: «Scientific American»