Подземная экосистема в кратере Чиксулуб
Новое исследование показывает, что ударный кратер Чиксулуб и его гидротермальная система служили домом для подземной экосистемы, которая может дать представление о первобытной жизни на Земле.
Кратер Чиксулуб диаметром около 180 километров — это наиболее хорошо сохранившаяся крупная ударная структура на Земле. Он также является лучшим примером типов ударных кратеров, которые образовывались на Земле в период интенсивной бомбардировки более 3800 миллионов лет назад.
В тот период, называемый геологами гадейским, импактные события были частыми и часто огромными, создавая кратеры шириной в тысячи километров. Предыдущие исследования предполагали, что крупнейшие из этих событий периодически испаряли океаны и окутывали Землю насыщенной паром атмосферой, заполненной парами горных пород. В те времена поверхность Земли считалась непригодной для жизни.
Учёные задались вопросом: если жизнь не могла существовать на поверхности Земли, могла ли она скрываться под дном кратеров в подземных системах гидротермальных флюидов, протекавших через породы, расколотые ударом? Главный автор этой концепции, Дэвид Кринг из Института Луны и планет (LPI), назвал её гипотезой импактного происхождения жизни.
Ранее в этом году международная команда учёных под руководством доктора Кринга частично ответила на этот вопрос. Они показали, что кратер Чиксулуб содержал обширную гидротермальную систему, которая сохранялась сотни тысяч, если не миллионы лет. Это важное открытие было сделано на основе керна, извлечённого из пикового кольца кратера экспедицией при поддержке Международной программы океанического бурения (IODP) и Международной программы континентального научного бурения (ICDP).
В новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале Astrobiology, Кринг и его коллеги — доктор Мартин Уайтхаус из Шведского музея естественной истории и доктор Мартин Шмидер из Университета Ной-Ульм в Германии — показывают, что эта система также была обитаема. Из 15 000 килограммов (33 000 фунтов) породы, извлечённой из скважины глубиной 1,3 километра, авторы обнаружили крошечные сферы минерала пирита диаметром всего 10 миллионных метра. Изотопы серы в минерале показали, что эти сферы пирита, называемые фрамбоидами, были образованы микробной экосистемой, адаптированной к горячей, насыщенной минералами жидкости гидротермальной системы, которая протекала через разрушенное пиковое кольцо кратера Чиксулуб.
Жизнь в этой системе извлекала энергию — или питалась — из химических реакций, происходивших в заполненной флюидом породе. Микробы использовали процесс преобразования сульфата, содержавшегося в жидкости, в сульфид, который сохранялся в виде пирита, обеспечивая энергию, необходимую микробам для процветания. Эти сульфатвосстанавливающие, термофильные (любящие горячую воду) организмы были похожи на некоторые бактерии и археи, обнаруженные в Йеллоустоне и других гидротермальных системах.
Поиск этих доказательств занял двадцать лет с тех пор, как была впервые выдвинута связь между Чиксулубом, потенциалом ударно-кратерных гидротермальных систем для поддержания жизни и происхождением жизни на Земле.
В серии исследований за эти два десятилетия учёные показали, что кратер Чиксулуб имел пористую, проницаемую подповерхностную среду; что кратер содержал обширную гидротермальную систему; и, наконец, в текущем исследовании, что эта система содержала микробную экосистему. Новое открытие является важной вехой и предполагает, что места ударов в гадейский период могли содержать подобные системы, которые предоставляли ниши для ранней эволюции жизни на нашей планете.