Сергій Пономарьов
Під сучасним містечком Еймс в американському штаті Оклахома прихована геологічна структура, яка може допомогти вченим краще зрозуміти одну з наймасштабніших біологічних криз в історії планети. Йдеться про древній ударний кратер діаметром приблизно 16 кілометрів. Він розташований на глибині близько 2,7 кілометра під шарами осадових порід, тому протягом мільйонів років залишався невидимим для людей.
Кратер виявили лише у 1991 році завдяки сейсмічному зондуванню. Спочатку дослідники датували його появу приблизно 467,5 мільйона років тому. Така оцінка пов’язувала структуру з Ордовицьким метеоритним бомбардуванням — періодом, коли Земля могла пережити серію потужних зіткнень із космічними тілами. Однак новий аналіз порід показав, що ця версія була помилковою.
За сучасними даними, астероїд сформував кратер приблизно 370 мільйонів років тому. Отже, космічний удар стався майже на сто мільйонів років пізніше, ніж вважали геологи. Нова дата має особливе значення, адже вона припадає на період, близький до Пізньодевонського масового вимирання. Ця подія стала однією з найтяжчих екологічних катастроф у геологічній історії Землі.
Як науковці виправили вік древнього кратера
Початкову помилку спричинила викопна знахідка. У породі, пов’язаній із кратером, виявили зуб конодонта — давньої вугроподібної істоти, яка жила в океанах задовго до появи сучасних хребетних. Оскільки такі організми існували в певний геологічний період, дослідники припустили, що й сам удар астероїда відбувся приблизно в той час.
Проте сильний вибух здатен перемішувати гірські породи, руйнувати шари та переносити давні скам’янілості на значні відстані. Саме це, ймовірно, сталося в районі Еймса. Зуб конодонта опинився в породі, яка сформувалася значно раніше за удар, а потім була переміщена та перемішана під дією колосальної енергії зіткнення. Тому викопний організм не міг точно вказати на час утворення кратера.
Для нового датування команда дослідників використала кристали циркону. Цей мінерал особливо цінний для геологів, оскільки під час формування він включає до своєї структури уран і торій, але майже не містить свинцю. З плином часу радіоактивний розпад перетворює уран і торій на свинець. Вимірявши співвідношення цих елементів, науковці можуть визначити, коли саме виник кристал або коли він зазнав надзвичайного нагрівання і тиску.
Удар астероїда створив нові мікроскопічні структури в цирконах, залишивши в них характерні ознаки потужного тиску. Фахівці досліджували кристали за допомогою катодолюмінесценції та дифракції відбитих електронів. До роботи також долучили спеціалістів, які мають досвід аналізу мінералів космічного та ударного походження. Результати різних методів виявилися узгодженими: кратер утворився близько 370 мільйонів років тому.
Це відкриття важливе не лише для уточнення віку конкретної геологічної структури. Воно демонструє, наскільки складно датувати стародавні метеоритні кратери, особливо якщо вони поховані під товщею осадів і зазнали подальших змін. Викопні рештки, які перебувають усередині таких об’єктів, можуть бути набагато старшими за сам удар і вводити дослідників в оману.
Чи пов’язаний астероїд з масовим вимиранням
Пізньодевонське масове вимирання відбулося приблизно 372–359 мільйонів років тому та тривало не один короткий момент. Найбільш руйнівним вважають епізод на межі франського і фаменського ярусів. У цей період зникло близько 40 відсотків морських видів, а океанічні екосистеми зазнали глибокої перебудови. Особливо постраждали рифові організми, численні групи безхребетних і мешканці мілководних морів.
Збіг у часі між формуванням кратера та цією кризою привернув увагу вчених. Водночас дослідники не вважають, що удар в Оклахомі самостійно спричинив глобальне вимирання. Кратер має значні розміри, але його недостатньо, щоб пояснити всі масштаби планетарної катастрофи. Найімовірніше, падіння астероїда могло бути одним із додаткових чинників, який посилив уже наявні екологічні проблеми.
Наприкінці девонського періоду клімат і хімічний склад океанів зазнавали серйозних змін. У морях поширювалися зони з низьким умістом кисню, де більшість тварин не могла виживати. Однією з причин називають активне поширення рослин на суходолі. Їхнє коріння змінювало ґрунти та прискорювало вимивання поживних речовин у водойми. Надлишок цих речовин стимулював бурхливе розмноження водоростей, а подальше розкладання органіки споживало кисень.
Серед можливих причин також розглядають масштабний вулканізм, зміни рівня моря та різкі коливання клімату. Окремі гіпотези допускають, що на довкілля могли вплинути потужні космічні явища. У такій складній системі навіть відносно локальний удар астероїда міг стати додатковим стресом для видів, які вже потерпали від нестачі кисню та змін температури.
Дослідження кратера в Оклахомі не доводить прямої причини Пізньодевонського вимирання, але створює важливу основу для подальшого пошуку. Якщо в інших регіонах будуть знайдені ударні структури такого самого віку, їх можна буде порівняти з геологічними та біологічними змінами того періоду. Це допоможе зрозуміти, чи справді метеоритні удари відбувалися серіями та чи могли вони посилювати глобальні екологічні кризи.
Кратер, що зберіг природні ресурси
У час падіння астероїда територія сучасної Оклахоми була вкрита мілководним морем. Після зіткнення протягом мільйонів років на дні накопичувалися нові шари осадів. Вони поступово поховали кратер під товщею завтовшки близько 2,7 кілометра та водночас зберегли його в глибинах земної кори.
Удар деформував породи та створив мережу тріщин навколо кратера. Згодом ці розломи стали природними пастками для вуглеводнів. Нафта і природний газ, які переміщувалися крізь пористі породи, затримувалися в зоні древнього зіткнення. Саме тому геологічна структура виявилася не лише науково цікавою, а й економічно цінною.
Після початку буріння з району кратера видобули приблизно 17,4 мільйона барелів нафти та близько 2,25 мільярда кубічних метрів природного газу. Цей приклад показує, як події космічного масштабу можуть впливати на формування ресурсів протягом сотень мільйонів років. Те, що колись було руйнівним зіткненням, згодом перетворилося на складову геологічної системи, яку використовує людина.
Науковці планують досліджувати інші поховані кратери на території континенту. Їхнє точне датування може допомогти скласти детальнішу хронологію падінь астероїдів і зіставити її з періодами різких змін клімату, рівня моря та біорізноманіття. Древній кратер під Еймсом у цьому сенсі є своєрідним геологічним архівом, який зберіг свідчення давньої катастрофи та може пролити нове світло на механізми одного з найбільших вимирань в історії Землі.