3 مليارات سنة! هذه الحفرة الأسترالية هي أقدم موقع معروف لتأثير الكويكبات على الأرض

تم إنشاء أقدم موقع معروف لتأثير الكويكبات على الأرض منذ 3.02 مليار سنة في ما يعرف الآن بغرب أستراليا – وليس بعيدًا عن المكان الذي رأينا فيه أقدم آثار الحياة على كوكبنا.

يبدو أن التكوين الصخري في منطقة بيلبارا بغرب أستراليا يقدم دليلا على اصطدام كويكب بالأرض أرضالقشرة الصخرية التي تشكلت حديثا منذ حوالي 3.02 مليار سنة. وهذا يجعل التكوين، الذي يسمى قبة القطب الشمالي، أقدم دليل على وجود كوكب الكويكب التأثير على الأرض، وفقًا لدراسة حديثة، حددت عمر البلورات الموجودة في الصخور والتي صدمت وأعيد تشكيلها بفعل الحرارة والضغط الهائلين.

إنها أحدث طلقة في نقاش مستمر حول عمر الحفرة (أو ما تبقى منها بعد مليارات السنين من التآكل)، وهناك ما هو على المحك أكثر من مجرد حقوق التفاخر: حفرة يعود تاريخها إلى هذا العمق في الماضي البعيد للأرض يمكن أن تسلط الضوء على نشوء القارات وأصل الحياة.

لمحة نادرة

داخل معظم صخور القشرة الأرضية، تسجل حبيبات معدنية صغيرة تسمى الزركون مرور الدهور بهدوء. يحتوي الزركون على كميات صغيرة من اليورانيوم، الذي يتحلل ببطء ولكن بثبات إلى الرصاص؛ هذا الثبات هو المفتاح، لأن نسب هذين العنصرين تكشف عن المدة التي مرت منذ أن تبلورت حبة الزركون من الصخور الساخنة المنصهرة. في هذه الحالة، أخبرت حبيبات الزركون كيركلاند وزملائه أنه قد مضى حوالي 3.02 مليار سنة منذ أن أدت الحرارة والضغط الهائلان الناتجان عن اصطدام كويكب إلى ذوبان بلورات الزركون في الصخور المحيطة بقبة القطب الشمالي.

وقال كيركلاند في بيان صحفي أرسل عبر البريد الإلكتروني: “بعض الزركون في قبة القطب الشمالي لها أشكال هيكلية متفرعة غير عادية”. “نحن نفسر هذه البلورات على أنها بلورات معدلة بالصدمة، تشكلت عندما تعطل الزركون الأقدم، وأعيد بلورته جزئيًا، وفي بعض الأماكن، أعيد نموه أثناء التسخين الشديد الناجم عن التأثير”.

إذا كان كيركلاند وزملاؤه على حق، فإن المنطقة، التي تسمى أيضًا هيكل ميرالجا الصدمي، هي أقدم أثر لاصطدام كويكب بكوكبنا. التاريخ المنشور حديثًا يجعل ميرالجا من بقايا فترة مضطربة في تاريخ نظامنا الشمسي، تسمى القصف الثقيل المتأخر، عندما كانت الكواكب العملاقة لا تزال تتنافس على موقع في مداراتها حول الشمس، وتقذف الكويكبات والمذنبات نحو النظام الشمسي الداخلي في هذه العملية (أو هكذا يفترض علماء الكونيات). وسط هذا المطر من الصخور الفضائية، كانت الأرض في منتصف الطريق خلال الدهر العتيق، حيث برد سطح الكوكب أخيرًا ليشكل قشرة رقيقة من الصخور الصلبة. يقع سطح الأرض تحت ضباب برتقالي من غاز الميثان، يشبه إلى حد ما النسخة الأكثر دفئًا من قمر زحل تيتان.

وفي مكان ما هناك، تبلورت الحياة الأولى.

توجد أقدم آثار تلك الحياة المبكرة على بعد بضعة كيلومترات فقط من North Pole Dome: ستروماتوليتات من الحجر الجيري، مصنوعة من طبقات من حبيبات الرواسب الصغيرة المحاصرة في صفائح من البكتيريا المبكرة، والتي خلفتها في النهاية. يبلغ عمر تلك الموجودة في بيلبارا حوالي 3.5 مليار سنة، وهو تاريخ آخر بفضل حبيبات الزركون. إذا حدث اصطدام ميرالجا قبل 3.02 مليار سنة، فإنه ضرب عالمًا يعج بالفعل بطبقات متداخلة من البكتيريا.

أقدم صخرة أرضية معروفة، وهي عبارة عن تكوين من الحجر الرملي يبلغ عمره 4.35 مليار عام (تم تأريخه أيضًا باستخدام الزركون)، وتقع على بعد بضع مئات من الكيلومترات جنوب بيلبارا، في جاك هيلز. لماذا يوجد كل هذا – أقدم الصخور، وأقدم حفرة كويكب، وأقدم آثار للحياة – في غرب أستراليا؟ من المحتمل بشكل معقول أن القشرة الأرضية قد تشكلت، وظهرت الحياة، واصطدمت النيازك بالأرض قبل ملايين السنين، في أماكن في جميع أنحاء العالم، ولكن تصادف أن الأدلة محفوظة في هذه المنطقة من أستراليا. تمت إعادة صياغة معظم أقدم صخور الأرض منذ فترة طويلة بسبب تكتونيات الصفائح أو التآكل، مما أدى إلى محو الفصول الأولى من سجلنا الجيولوجي.

نقاش ساخن حول الصخور الساخنة

وقال كيركلاند: “على الرغم من أن الموقع تم تحديده سابقًا على أنه حفرة نيزكية قديمة، إلا أن عمره الدقيق ظل غير مؤكد”.

في العام الماضي، اقترح كيركلاند وزملاؤه أن التأثير يعود إلى ما قبل 3.47 مليار سنة، وهو نفس عمر الستروماتوليتات القريبة تقريبًا. وفي نفس الورقة، اقترح الفريق أن الحفرة الأصلية – التي تآكل مخططها الخارجي منذ فترة طويلة، ولم تترك وراءها سوى صخور صدمتها الارتطام وتلميحات محيرة – ربما كان عرضها يصل إلى 62 ميلاً (100 كيلومتر). يبدو أن قبة القطب الشمالي التي يبلغ عرضها 22 ميلاً (35 كيلومترًا) تشير إلى مركز الحفرة. غالبًا ما ترتد الصخور الموجودة في وسط الحفر الكبيرة إلى أعلى بعد الاصطدام، تاركة وراءها قمة أو قبة (تخيل الطريقة التي ينثني بها منتصف الترامبولين لأعلى، تم التقاطها في إطار تجميد).

لكن مجموعة أخرى من علماء الجيولوجيا نشرت ورقة بعد بضعة أشهربحجة أن ميرالجا (الاسم الذي أطلقوه على الحفرة، استنادًا إلى اسم السكان الأصليين المحليين للمنطقة) لا يمكن أن يكون عمرها أكثر من 2.7 مليار سنة، وعرضها 10 أميال (16 كم) فقط. لا يزال هذا كبيرًا، وقديمًا بما يكفي ليكون مثيرًا للاهتمام، ولكنه صغير جدًا وصغير جدًا بحيث لا يمكن أن يلعب دورًا كبيرًا في تشكيل حياة المنطقة، أو قشرتها القارية.

وكتب مؤلفو الدراسة: “بحلول وقت الاصطدام، كانت بيلبارا قديمة جدًا بالفعل”. في مقال في ذلك الوقت (من الورقة وليس الأثر).

اتفقت الفرق بشكل أساسي على شيء واحد: المنطقة المحيطة بقبة القطب الشمالي كانت بالتأكيد موقعًا للارتطام، كما أن معرفة الصخور القديمة جدًا ليس بالأمر السهل. بحثت كلتا ورقتي 2025 في وضع الصخور التي تسمى مخاريط التحطيم، والتي تتشكل عندما تمر موجات الصدمة الناتجة عن الاصطدام (أو، في بعض الأحيان، اختبار قنبلة نووية تحت الأرض) عبر الصخور، تاركة وراءها تموجات أو تصدعات أو شقوق. ولكن بناءً على مكان ظهور المخاريط المتحطمة بالنسبة للطبقات الصخرية الأخرى، توصل فريقا العلماء إلى استنتاجات مختلفة تمامًا.

وقال كيركلاند، الذي يجادل فريقه الآن بأن تواريخ بلورات الزركون أكثر دقة بكثير من الجهود السابقة لأي من الفريقين: “من الصعب للغاية تحديد تاريخ الحفر القديمة، لأنه على مدى مليارات السنين، تتغير الصخور بفعل الحرارة والضغط والسوائل، مما يمكن أن يحجب أو يعيد ضبط بصمات التأثير الأصلية”. “ما تمكنا من القيام به هنا هو فصل لحظة التأثير عن تاريخها الجيولوجي الطويل.”

نشر عالم الجيولوجيا بجامعة كيرتن كريس كيركلاند وزملاؤه أعمالهم في مجلة الجيولوجيا.