Największa katastrofa w dziejach? Uderzenie meteorytu S2 pomogło życiu zakwitnąć

Nie mamy pewności czy meteoryty były ważne dla ożywienia naszej planety. Hipoteza panspermii głosi, że to one przyniosły na Ziemię pierwsze organizmy, powstałe na innych planetach. Na razie nie jesteśmy w stanie tej hipotezy potwierdzić ani obalić. Wiemy za to, że meteoryty dostarczyły na Ziemię związki chemiczne przydatne dla powstania na niej życia. To m.in. aminokwasy, z których złożone są białka, i zasady azotowe występujące w kwasach nukleinowych (DNA i RNA). Wciąż jednak pozostaje niejasne, czy materiał transportowany przez meteoryty był niezbędny, by Ziemia zrodziła życie. Ale dowiedzieliśmy się właśnie innej interesującej rzeczy o meteorytach: że były w historii Ziemi takie, które młodemu życiu bardzo pomogły.

Meteoryty i wielkie wymierania gatunków

Oczywiście, efekt upadku meteorytów nie mógł być wyłącznie pozytywny. Najbardziej znane tego rodzaju wydarzenia nastąpiło 66 mln lat temu – wówczas 10-kilometrowa asteroida wyżłobiła krater o średnicy 200 km na Półwyspie Jukatan i w Zatoce Meksykańskiej, zapyliła atmosferę, która zaczęła stanowić barierę dla promieni słonecznych, i zakwasiła ocean. W konsekwencji tych zjawisk doszło do gwałtownych zmian klimatycznych – nastała globalna zima, której nie przetrwało ok. 60-80 proc. występujących wówczas gatunków, w tym wszystkie dinozaury z wyjątkiem przodków dzisiejszych ptaków.

Wydarzenie to określane jest mianem wymierania kredowego – to jedno z pięciu masowych wymierań gatunków, których bardzo wyraźne ślady zaobserwowaliśmy w zapisie kopalnym. To przede wszystkim nagły, globalny spadek liczebności i różnorodności skamieniałości w następujących po sobie warstwach skał. Każde z tych wymierań miało miejsce w ciągu ostatnich 445 mln lat, gdy życie już się dobrze zróżnicowało i zadomowiło w wielu ekosystemach – także tych lądowych.

Jeszcze miliard lat wcześniej życie było znacznie prostsze – bo jednokomórkowe. Zaś młoda Ziemia znajdowała się pod jeszcze silniejszym bombardowaniem meteorytów niż w ciągu ostatnich setek milionów lat – szacuje się, że przeszło 2 mld lat temu asteoridy nie mniejsze od tej, która zapoczątkowała wymieranie kredowe, uderzały w powierzchnię planety średnio co 15 mln lat.

Trudniej nam badać, jakie konsekwencje dla ówczesnych mieszkańców naszej planety miały upadki meteorytów na młodej Ziemi, bo organizmy jednokomórkowe nie zostawiają po sobie wielu śladów. Trudniej też badać same zmiany geologiczne, które następowały w wyniku pradawnych katastrof, ponieważ dzieli nas od nich wiele epok kolejnych, gwałtownych zdarzeń oraz powolnych, choć nieustannych procesów wietrzenia i akomodacji.

Nadji Drabon z Uniwerstytetu Harvarda i współpracownikom udało się jednak prześledzić jedną z dawnych katastrof – upadek meteorytu określanego jako S2 – i przeanalizować jej prawdopodobne konsekwencje.

Upadek meteorytu S2. Co się wydarzyło na Ziemi?

Do opisanej w czasopiśmie „PNAS” katastrofy doszło 3,26 mld lat temu. Odpowiada za nią asteroida lub kometa o średnicy 37-58 km i masie 50-200-krotnie większej od masy obiektu, który zabił dinozaury – S2 to największy znany nam meteoryt, który upadł na Ziemię. Nie znaleźliśmy jak dotąd krateru, który S2 musiał wytworzyć, ale szacuje się, że powinien mieć przynajmniej 500 km średnicy. Drabon i współpracownicy odpowiedzi na pytania o konsekwencje tego zdarzenia szukali na terenie RPA, w odsłoniętym na powierzchni kawałku prastarej skały, znanym jako Barberton Greenstone Belt, oraz okolicy.

Zgodnie z dokonaną przez badaczy rekonstrukcją zdarzeń, upadek S2 spowodował kaskadę lokalnych i globalnych zmian. Jak zawsze przy tego rodzaju zdarzeniach, w wyniku uderzenia okoliczne płytkie morze i skały wyparowały, a atmosferę zanieczyściły pyły i odłamki, które mogły spowodować trwające dekady ciemności na planecie. Tylko w wyniku samego uderzenia miliardy jednokomórkowych istnień zostały unicestwione.

Następnie powierzchnie mórz się zagotowały, co także musiało mieć śmiercionośne konsekwencje dla wielu organizmów, a także powstało tsunami, być może obejmujące zasięgiem całą planetę. Ono mogło mieć już pozytywny efekt: doszło bowiem m.in. do wymieszania się wód powierzchniowych, zawierających niewiele jonów żelaza, z głębszymi, bogatymi w te cząsteczki. Również materia znajdująca się w meteorycie, m.in. fosfor i żelazo, zarówno w wyniku tsunami, jak i późniejszego opadu pyłów wyrzuconych do atmosfery, obficie zasiliła powierzchnię Ziemi. A właśnie tych pierwiastków potrzebowały do życia młode, ziemskie organizmy, dla których po ustabilizowaniu się warunków klimatycznych (co mogło zająć nawet tysiące lat), nastały warunki idealne do rozwoju.

Wygląda więc na to, że młode, ziemskie życie było bardzo nieustępliwe – i przynajmniej w jego przypadku sprawdziło się powiedzenie, że co nie zabije, to wzmocni.