Un equipo de investigadores de los Estados Unidos y Austria ha analizado los restos de asteroides antiguos y ha modelado los efectos de sus violentas colisiones para mostrar que los ataques tuvieron lugar con más frecuencia de lo que se pensaba anteriormente y pueden haber afectado los niveles de oxígeno en la atmósfera de la Tierra en el Arcaico. Eón, hace 2.5 a 4 mil millones de años. Los hallazgos aparecen en la revista. Naturaleza Geociencia.
Esta concepción artística ilustra grandes asteroides que penetran en la atmósfera pobre en oxígeno de la Tierra. Crédito de la imagen: SwRI / Dan Durda / Simone Marchi.
Cuando grandes asteroides o cometas chocaron contra la Tierra primitiva, la energía liberada fundió y vaporizó los materiales rocosos de la corteza terrestre.
Las pequeñas gotas de roca fundida en la columna de impacto se condensarían, solidificarían y volverían a caer a la Tierra, creando partículas redondas del tamaño de la arena distribuidas globalmente.
Conocidas como esférulas de impacto, estas partículas vidriosas poblaron múltiples capas delgadas y discretas en la corteza terrestre, con edades que oscilan entre 2.4 y 3.5 mil millones de años. Estas capas de esférulas Arcaicas son marcadores de colisiones antiguas.
“En los últimos años, se han identificado una serie de nuevas capas de esférulas en núcleos de perforación y afloramientos, aumentando el número total de eventos de impacto conocidos durante la Tierra primitiva”, dijo la profesora Nadja Drabon, investigadora del Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Stanford. y el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de Harvard.
“Los modelos de bombardeo actuales subestiman el número de capas de esférulas del Arcaico Tardío, lo que sugiere que el flujo del impactador en ese momento era hasta 10 veces mayor de lo que se pensaba”, dijo la Dra. Simone Marchi, investigadora del Southwest Research Institute.
“Es más, encontramos que la masa acumulativa del impactador entregada a la Tierra primitiva fue un importante ‘sumidero’ de oxígeno, lo que sugiere que el bombardeo temprano podría haber retrasado la oxidación de la atmósfera terrestre”.
La abundancia de oxígeno en la atmósfera terrestre se debe al equilibrio de los procesos de producción y eliminación.
Estos nuevos hallazgos corresponden al registro geológico, que muestra que los niveles de oxígeno en la atmósfera variaron pero se mantuvieron relativamente bajos en el Eón Arcaico Temprano.
Los impactos de cuerpos de más de 10 km (6 millas) de diámetro pueden haber contribuido a su escasez, ya que el oxígeno limitado presente en la atmósfera de la Tierra primitiva habría sido consumido químicamente por los vapores de impacto, reduciendo aún más su abundancia en la atmósfera.
“El bombardeo tardío del Arcaico por objetos de más de 10 km de diámetro habría producido suficientes gases reactivos para consumir por completo niveles bajos de oxígeno atmosférico”, dijo la profesora Laura Schaefer, investigadora del Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Stanford.
“Este patrón fue consistente con la evidencia de los llamados ‘bocanadas’ de oxígeno, aumentos relativamente abruptos pero transitorios en el oxígeno atmosférico que ocurrieron hace alrededor de 2.500 millones de años”.
“Creemos que las bocanadas se rompieron por impactos que eliminaron el oxígeno de la atmósfera”.
“Esto es consistente con los grandes impactos registrados por las capas de esférulas en Bee Gorge y Dales Gorge de Australia”.
Los nuevos resultados indican que la Tierra estuvo sujeta a un número sustancial de grandes impactos a lo largo del Eón Arcaico Tardío.
Hace unos 2.400 millones de años, durante el final de este bombardeo, la Tierra experimentó un cambio importante en la química de la superficie provocado por el aumento del oxígeno atmosférico, denominado Gran Evento de Oxidación, que se atribuye a cambios en el equilibrio entre la producción de oxígeno y el sumidero. .
Entre los escenarios propuestos se encuentran un presunto aumento de la producción de oxígeno y una disminución de los gases capaces de eliminar el oxígeno, ya sea de fuentes volcánicas o mediante su pérdida gradual al espacio.
“Los vapores de impacto causaron niveles bajos de oxígeno episódicos durante grandes períodos de tiempo antes del Gran Evento de Oxidación”, dijo el Dr. Marchi.
“A medida que pasaba el tiempo, las colisiones se volvían cada vez menos frecuentes y demasiado pequeñas para poder alterar significativamente los niveles de oxígeno posteriores al Gran Evento de Oxidación. La Tierra estaba en camino de convertirse en el planeta actual “.
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S. Marcas et al. Oxidación atmosférica tardía y variable del Arcaico debido a las altas tasas de colisión en la Tierra. Nat. Geosci, publicado en línea el 21 de octubre de 2021; doi: 10.1038 / s41561-021-00835-9