Časté nárazy asteroidov a planetezimál medzi približne 4,6 a 3,5 miliardy rokov dozadu podľa simulácií výrazne menili svrchnú časť zemskej kôry a mohli v nej vytvárať priestory vhodné pre prebiotickú chémiu. Výskum naznačuje, že najmä pred 4,3 miliardy rokov dopady zvyšovali priepustnosť kôry, takže cez horniny mohli oveľa ľahšie prenikať tekutiny a plyny. Práve takéto prostredie sa považuje za jeden z možných základov chemických procesov, ktoré predchádzali vzniku života.
Cosmic Bombardment Created Potential for Prebiotic Chemistry.
Ide o obdobie hadeika a archaika, z ktorého sa na Zemi zachovalo len veľmi málo hornín starších než 4 miliardy rokov. Priamy obraz o tom, ako vtedy planéta vyzerala, preto zostáva obmedzený. Vedcom pomáhajú nepriamo najmä vzorky z Mesiaca a jeho husto pokrytý kráterový povrch, ktoré napovedajú, aká intenzívna bola v tom čase kozmická paľba v okolí Zeme.
Autori novej práce skúmali, ako povrchové dopady v raných dejinách planéty umožňovali pohyb tekutín a plynov v kôre. Pomocou kódu iSALE vytvorili rozsiahly súbor simulácií, v ktorých menili hrúbku bazaltovej kôry, geotermálny gradient aj to, či Zem pokrýval oceán hlboký 5 kilometrov. Následne tieto výsledky spojili s modelom dávneho bombardovania, aby odhadli kumulatívny účinok opakovaných nárazov v priebehu času.
Simulácie ukázali, že dopady mohli urobiť kôru podstatne priepustnejšou, najmä v jej horných 8 kilometroch. Rozsah takýchto priepustných oblastí závisel od energie nárazu a mieru rozrušenia hornín ovplyvňoval aj geotermálny gradient a zloženie kôry. Výsledkom boli pórovité a popukané zóny, ktoré mohli slúžiť ako potenciálne miesta pre prebiotickú chémiu vo vnútri ranej zemskej kôry.
To je dôležité preto, že skoršie práce už spájali hydrotermálne systémy s možným vznikom a raným vývojom života. Keď nárazy rozlámali prevažne bazaltovú kôru, vytvorili cesty, ktorými sa mohli pohybovať voda, rozpustené látky aj plyny. V praktickom zmysle to znamená, že mladá Zem nemusela byť len nepriateľským svetom neustále ničeným kolíziami. Práve opakované zásahy z vesmíru mohli zároveň pripravovať mikroprostredia, kde prebiehali dôležité chemické reakcie.
Autori označujú svoju prácu za prvú komplexnú štúdiu priepustnosti vytvorenej nárazmi v najvrchnejšej vrstve ranej Zeme. Výsledky ponúkajú nový rámec na hodnotenie toho, ako bombardovanie ovplyvnilo hydrotermálnu cirkuláciu a geochemické zmeny v hadeiku a archaiku. Pre výskum pôvodu života je podstatné najmä to, že hľadanie vhodných prostredí sa neobmedzuje iba na pokojné vodné nádrže či hlbokomorské oblasti, ale môže zahŕňať aj rozrušenú a popraskanú kôru formovanú dopadmi.
Dosková tektonika, premena hornín a neskoršie geologické procesy premazali veľkú časť priameho záznamu. Preto vedci často skladajú obraz ranej planéty z nepriamych stôp. V tomto prípade sú dôležitou oporou aj údaje z Mesiaca, ktorý si stopy po dávnych nárazoch zachoval oveľa lepšie.
To zároveň vysvetľuje, prečo majú numerické simulácie v tejto oblasti takú váhu. Neponúkajú priamy dôkaz v podobe zachovanej horniny z hadeika, ale umožňujú testovať, aké fyzikálne dôsledky by opakované dopady pravdepodobne mali za rôznych podmienok.
Ako dopady menili priepustnosť kôry
Keď do povrchu narazí väčšie teleso, nevznikne len kráter.
Snímka zobrazuje: Over a dark blue-green square appear the words Special Report: The State of the Science 1 Year On.
Horninou sa šíria rázové vlny, ktoré ju lámu, drvia a vytvárajú sieť puklín a pórov. Práve tým sa zvyšuje priepustnosť, teda schopnosť horniny prepúšťať tekutiny a plyny. V mladých dejinách Zeme mala kôra navyše prevažne bazaltový charakter, takže jej reakcia na opakované nárazy mohla zásadne ovplyvniť to, ako v nej cirkulovala voda a ďalšie látky.
Podľa tejto práce sa účinok neobmedzil len na bezprostredné okolie jednotlivých kráterov. Dôležitý bol aj súčet mnohých nárazov počas dlhého obdobia. Práve tak mohla vzniknúť rozsiahlejšia zóna s vyššou priepustnosťou v najvrchnejších kilometroch kôry.
Prepojenie s hydrotermálnymi systémami
Hydrotermálne systémy vznikajú tam, kde cez zahriate horniny prúdi voda a reaguje s okolím. Ako všeobecné prirovnanie možno spomenúť gejzírové oblasti, aké dnes poznáme napríklad z Yellowstone. V ranej zemskej kôre mohli podobné procesy prebiehať v iných podmienkach, no princíp zostáva podobný: ak horniny obsahujú pukliny a póry a zároveň majú zdroj tepla, cirkulácia tekutín môže podporovať intenzívne chemické premeny.
Práve preto je priepustnosť taká dôležitá. Bez ciest pre pohyb vody a plynov by boli mnohé reakcie obmedzené. Ak však bombardovanie tieto cesty vytváralo alebo rozširovalo, mohlo nepriamo podporovať prostredia, v ktorých sa hromadili a premieňali jednoduché chemické zlúčeniny.
Samotná štúdia netvrdí, že dopady život vytvorili, ani že už priamo odhaľuje miesto jeho vzniku. Ukazuje však mechanizmus, ktorý mohol pripraviť vhodné chemické a fyzikálne podmienky. To je pri výskume pôvodu života podstatné, pretože vedci nehľadajú jedinú zázračnú udalosť, ale reťazec prostredí a procesov, ktoré umožnili prechod od jednoduchej chémie k zložitejším systémom.
V širšom zmysle to mení pohľad na ranú Zem. Obdobie intenzívneho bombardovania sa často vníma najmä ako ničivé. Táto práca však pripomína, že rovnaký proces mohol mať aj tvorivý účinok: narúšal kôru, miešal materiál a otváral priestory, kde sa mohli koncentrovať reagujúce látky.
Čo zostáva neisté a čo môže nasledovať
Výsledky stoja na simuláciách, nie na priamom geologickom zázname z celej sledovanej éry. To znamená, že naďalej závisia od predpokladov o vlastnostiach ranej kôry, teplotných pomeroch aj intenzite bombardovania. Autori síce testovali viacero scenárov, no obraz ranej Zeme zostáva neúplný.
Ďalší výskum môže spresňovať, ako dlho takéto priepustné zóny pretrvávali, ako presne nimi prúdili tekutiny a aké geochemické reakcie v nich mohli dominovať. Dôležité bude aj prepájať podobné modely s údajmi z najstarších zachovaných hornín a s poznatkami o Mesiaci a ďalších telesách vnútornej Slnečnej sústavy. Práve tak sa dá lepšie odhadnúť, nakoľko boli kozmické nárazy pre ranú Zem deštruktívne a nakoľko zároveň vytvárali podmienky pre ďalší vývoj planéty.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
