science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een ondergronds ecosysteem in de Chicxulub-krater

Doorsnede van de Chicxulub-kern met de hydrothermische mineralen dachiardiet (fel oranje) en analcime (kleurloos en transparant). De mineralen vullen gedeeltelijk holtes in de rots die nissen waren voor microbiële ecosystemen. Dit is een samengestelde afbeelding van kernsectie 0077-53R-3 en een close-upbeeld van een gedeelte van kernsectie 0077-63R-2. Krediet:David A. Kring van het Lunar and Planetary Institute van de USRA.

Een nieuwe studie onthult dat de Chicxulub-inslagkrater en zijn hydrothermale systeem een ​​ondergronds ecosysteem herbergden dat een glimp van het oorspronkelijke leven van de aarde zou kunnen bieden.

De Chicxulub-inslagkrater, ongeveer 180 kilometer in diameter, is de best bewaarde grote impactstructuur op aarde. Het is ook het beste voorbeeld van de soorten inslagkraters die meer dan 3800 miljoen jaar geleden op aarde werden geproduceerd tijdens een periode van zware bombardementen.

Impactgebeurtenissen in die periode, door geologen de Hadean genoemd, waren algemeen en vaak enorm, en veroorzaakte kraters van duizenden kilometers breed. Eerder onderzoek suggereerde dat de grootste van die impactgebeurtenissen de oceanen episodisch verdampten en de aarde omhulden in een stomende, met steendamp gevulde atmosfeer. Gedurende die tijden, het aardoppervlak werd als onbewoonbaar beschouwd.

Toen er geen leven op het aardoppervlak kon bestaan, wetenschappers vroegen zich af, zou het onder kratervloeren op de loer kunnen liggen in ondergrondse systemen van hydrothermische vloeistoffen die door gesteente stroomden dat was gebroken door de impactgebeurtenis? Een hoofdauteur van dat concept, David Kring van de Universiteiten Space Research Association bij het Lunar and Planetary Institute (LPI), noemde dat concept de impact oorsprong van het leven hypothese.

Een driedimensionale dwarsdoorsnede van het hydrothermale systeem in de Chicxulub-inslagkrater en de luchtopeningen op de zeebodem. Het systeem heeft het potentieel om microbieel leven te herbergen. Illustratie door Victor O. Leshyk voor het Lunar and Planetary Institute.

Eerder dit jaar, een internationaal team van wetenschappers, geleid door Dr. Kring, een deel van die vraag beantwoord. Ze toonden aan dat de Chicxulub-krater een enorm hydrothermisch systeem herbergde dat honderdduizenden jaren bleef bestaan, zo niet miljoenen jaren. Die belangrijke vondst werd onthuld in een rotskern die werd gewonnen uit de topring van de krater door een expeditie die werd ondersteund door het International Ocean Discovery Program en het International Continental Scientific Drilling Program.

In een nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in het tijdschrift van Astrobiologie , Kring en zijn collega's, Dr. Martin Whitehouse van het Swedish Museum of Natural History en Dr. Martin Schmieder van de Neu-Ulm University in Duitsland, laten zien dat het systeem ook leven herbergde. Vanaf 15, 000 kilogram (33, 000 pond) gesteente teruggewonnen uit een 1,3 kilometer diep boorgat, de auteurs vonden kleine bolletjes van het mineraal pyriet, slechts 10 miljoenste van een meter in diameter. Isotopen van zwavel in het mineraal toonden de sferen van pyriet, frambozen genoemd, werden gevormd door een microbieel ecosysteem aangepast aan de hete met mineralen beladen vloeistof van een hydrothermisch systeem dat door de verbrijzelde piekring van de Chicxulub-inslagkrater stroomde. Het leven in het systeem haalde energie uit - of werd gevoed door - chemische reacties die plaatsvonden in het met vloeistof gevulde rotssysteem. De microben maakten gebruik van sulfaat, die in de vloeistof zat, omgezet in sulfide, die werd bewaard als pyriet, het leveren van de energie die de microben nodig hadden om te gedijen. De sulfaatreducerende, heetwater (thermofiele) organismen waren zoals sommige van de bacteriën en archaea die in Yellowstone en andere hydrothermische systemen worden aangetroffen.

De zoektocht naar dat bewijs heeft twintig jaar geduurd, sinds een link tussen Chicxulub, het levengevende potentieel van een hydrothermisch systeem met inslagkraters, en de oorsprong van het leven op aarde werd voor het eerst gepostuleerd.

In een reeks studies over die twee decennia, wetenschappers toonden aan dat de Chicxulub-krater een poreuze, doorlatende ondergrond; dat de krater een enorm hydrothermisch systeem herbergde; en, Tenslotte, in de huidige studie die vandaag is vrijgegeven, dat het systeem een ​​microbieel ecosysteem herbergde. De nieuwe bevinding is een belangrijke mijlpaal en suggereert dat inslaglocaties tijdens de Hadean soortgelijke systemen zouden hebben gehost die niches vormden voor de vroege evolutie van het leven op onze planeet.