Uma enorme rocha espacial, com o tamanho estimado de quatro Montes Everest, atingiu a Terreno há mais de 3 bilhões de anos — e o impacto pode ter sido inesperadamente vantagoso para as primeiras formas de vida em nosso planeta, de pacto com uma novidade pesquisa.
Normalmente, quando uma grande rocha espacial colide com a Terreno, os impactos são associados a uma devastação catastrófica, porquê no caso da extinção dos dinossauros há 66 milhões de anos, quando um asteroide de aproximadamente 10 quilômetros de largura caiu na costa da Península de Yucatán, onde hoje é o México.
Mas a Terreno ainda era jovem e um lugar muito dissemelhante quando o meteorito S2, que cientistas estimam ter de 50 a 200 vezes mais tamanho do que o Chicxulub, – asteroide que desencadeou a extinção dos dinossauros – colidiu com o planeta há 3,26 bilhões de anos, de pacto com Nadja Drabon, professora assistente de ciências da Terreno e planetárias na Universidade de Harvard.
Ela é a autora principal de um novo estudo descrevendo o impacto do S2 e o que se seguiu porquê consequência, publicado na segunda-feira (21) no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Nenhuma vida complexa havia se formado ainda, e somente a vida unicelular estava presente na forma de bactérias e arqueias”, Drabon escreveu em um e-mail. “Os oceanos provavelmente continham alguma vida, mas não tanto quanto hoje, em secção devido à falta de nutrientes. Algumas pessoas até descrevem os oceanos arqueanos porquê ‘desertos biológicos’. A Terreno arqueana era um mundo aquático com poucas ilhas se destacando. Teria sido uma visão curiosa, pois os oceanos provavelmente eram verdes devido às águas profundas ricas em ferro.”
Quando o meteorito S2 atingiu o planeta, o caos global se instalou — mas o impacto também agitou ingredientes que poderiam ter enriquecido a vida bacteriana, disse Drabon.
As novas descobertas podem mudar a maneira porquê os cientistas entendem porquê a Terreno e sua vida incipiente responderam ao bombardeio de rochas espaciais não muito tempo depois que o planeta se formou.
Descobrindo impactos antigos
No início da história da Terreno, rochas espaciais frequentemente atingiam o jovem planeta.
Estima-se que “impactadores gigantes”, maiores que 10 quilômetros de diâmetro, atingiam o planeta pelo menos a cada 15 milhões de anos, de pacto com os autores do estudo. Isso significa que pelo menos 16 meteoritos gigantes atingiram a Terreno durante o Éon Arqueano, que durou de 4 bilhões a 2,5 bilhões de anos detrás.
Mas as consequências desses eventos de impacto não são muito compreendidas. E dada a geologia em manente mudança da Terreno, na qual crateras enormes são cobertas por atividade vulcânica e o movimento de placas tectônicas, a evidência do que aconteceu há milhões de anos é difícil de encontrar.
Drabon é uma geóloga que estuda a Terreno primitiva, intrigada em entender porquê era o planeta antes da formação dos primeiros continentes e porquê impactos violentos de meteoritos afetaram a evolução da vida.
“Esses impactos devem ter afetado significativamente a origem e a evolução da vida na Terreno. Mas porquê exatamente continua sendo um mistério”, disse Drabon. “Na minha pesquisa, eu queria examinar evidências ‘duras’ reais — desculpe o trocadilho — de porquê impactos gigantes afetaram a vida inicial.”
Drabon e seus colegas conduziram trabalho de campo para procurar pistas nas rochas das Montanhas Barberton Makhonjwa da África do Sul. Lá, evidências geológicas de oito eventos de impacto, que ocorreram entre 3,6 bilhões e 3,2 bilhões de anos detrás, podem ser encontradas nas rochas e rastreadas por pequenas partículas de impacto de meteoritos chamadas esférulas.
Essas pequenas partículas redondas, que podem ser vítreas ou cristalinas, ocorrem quando grandes meteoritos atingem a Terreno e formam camadas sedimentares nas rochas conhecidas porquê leitos de esférulas.
A equipe coletou uma série de amostras na África do Sul e analisou as composições e a geoquímica das rochas.
“Nossos dias geralmente começam com uma longa passeio nas montanhas para chegar aos nossos locais de amostragem”, disse Drabon. “Às vezes, temos a sorte de ter estradas de terreno que nos aproximam. No lugar, estudamos as estruturas nas camadas da rocha do evento de impacto em grande pormenor e usamos marretas para extrair amostras para estudo ulterior no laboratório.”
As camadas de rocha firmemente intercaladas preservaram uma risca do tempo mineral que permitiu aos pesquisadores reconstruir o que aconteceu quando o meteorito S2 atingiu o lugar.
Ondas de ruína
O meteorito S2 tinha entre 37 e 58 quilômetros de diâmetro quando atingiu nosso planeta. Os efeitos foram rápidos e ferozes, disse Drabon.
“Imagine-se parado na costa de Cape Cod, em uma plataforma de águas rasas”, disse Drabon. “É um envolvente de baixa força, sem correntes fortes. Logo, de repente, você tem um tsunami gigante, passando e destruindo o fundo do mar.”
O tsunami varreu o mundo, e o calor do impacto foi tão intenso que ferveu a classe superior do oceano. Quando os oceanos fervem e evaporam, eles formam sais porquê aqueles observados nas rochas diretamente em seguida o impacto, disse Drabon.
A poeira injetada na atmosfera pelo impacto escureceu os céus em poucas horas, mesmo no lado oposto do planeta. A atmosfera aqueceu, e a espessa nuvem de poeira impediu que os micróbios convertessem a luz solar em força. Qualquer vida em terreno ou em águas rasas teria sentido os efeitos adversos imediatamente, e esses efeitos teriam persistido de alguns anos a décadas.
Por término, a chuva teria trazido de volta as camadas superiores do oceano e a poeira teria assente.
Mas o envolvente do oceano profundo era outra história. O tsunami agitou elementos porquê ferro e os trouxe para a superfície. Enquanto isso, a erosão ajudou a lavar detritos costeiros para o mar e liberou fósforo do meteorito. A estudo de laboratório mostrou um pico na presença de organismos unicelulares que se alimentam de ferro e fósforo imediatamente em seguida o impacto.
A vida se recuperou rapidamente e depois prosperou, disse Drabon.
“Antes do impacto, havia alguma, mas não muita, vida nos oceanos devido à falta de nutrientes e doadores de elétrons, porquê ferro, na chuva rasa”, disse ela. “O impacto liberou nutrientes essenciais, porquê fósforo, em graduação global. Um aluno apropriadamente chamou esse impacto de ‘explosivo de fertilizante’. No universal, essa é uma notícia muito boa para a evolução da vida primitiva na Terreno, pois os impactos teriam sido muito mais frequentes durante os estágios iniciais da evolução da vida do que são hoje.”
Uma vez que a Terreno responde a impactos diretos
Os impactos dos asteroides S2 e Chicxulub tiveram consequências diferentes devido aos tamanhos respectivos das rochas espaciais e ao estágio em que o planeta se encontrava quando cada um deles atingiu o planeta, disse Drabon.
O Chicxulub atingiu uma plataforma de carbonato na Terreno, que liberou súlfur na atmosfera. As emissões formaram aerossóis que causaram uma queda brusca e extrema nas temperaturas da superfície.
E embora ambos os impactos tenham causado mortes significativas, microrganismos resistentes e dependentes de luz solar em águas rasas teriam se renovado rapidamente em seguida o impacto do S2, quando os oceanos voltaram a permanecer cheios e a poeira baixou, disse Drabon.
“A vida durante o impacto do S2 era muito mais simples”, ela disse. “Considere escovar os dentes pela manhã: você pode expulsar 99,9% das bactérias, mas à noite, elas já retornaram.”
Ben Weiss, professor de Ciências da Terreno e Planetárias no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, ficou intrigado com as observações geológicas dos leitos de esférulas no cláusula, que ele acredita estarem permitindo que pesquisadores explorem o registro de impacto macróbio da Terreno da mesma forma que astrônomos podem estudar as superfícies de planetas porquê Marte. Weiss não estava envolvido no estudo.
“Não há crateras de impacto preservadas na Terreno hoje que cheguem perto do tamanho do que as rochas estudadas cá podem ter produzido”, disse Weiss. “Evidente, o que é próprio sobre nosso registro é que, por mais fragmentário e incompleto que seja, é o único registro que podemos estudar atualmente em detalhes que pode nos recontar sobre os efeitos dos impactos na evolução inicial da vida. Também é impressionante que, apesar da natureza muito lugar dessas observações [afloramentos em uma pequena região na África do Sul], possamos encetar a entender alguma coisa sobre a natureza global desses eventos de impacto gigantes.”
As rochas nas Montanhas Barberton Makhonjwa estão abrindo uma novidade risca de pesquisa sobre a história de impactos da Terreno para Drabon e seus colegas.
“Nosso objetivo é ordenar quão comuns essas mudanças ambientais e respostas biológicas foram em seguida outros eventos de impacto na história inicial da Terreno”, ela disse. “Uma vez que o efeito de cada impacto depende de vários fatores, queremos determinar com que frequência tais efeitos positivos e negativos na vida ocorreram.”
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