Prieš 78 milijonus metų 1,6 km skersmens asteroidas smogė į dabartinę Suomiją, suformuodamas 23 km pločio ir 750 m gylio kraterį. Katastrofiškas smūgis sukūrė suskilusią hidroterminę sistemą po krateriu esančiame suskilusiame uolienos pagrinde.
Iš kitų smūgio struktūrų yra įrodymų, kad po susidūrimo gyvybė įsikūrė suskilusiose uolienose ir per jas tekantį karštą vandenį. Tačiau nustatyti, kada šis kolonizavimas įvyko, iki šiol buvo labai sudėtinga.
Nustatyta tiksli data
Dabar mokslininkams pirmą kartą pavyko nustatyti tikslią datą, kada mikrobiologinė gyvybė įsikūrė hidroterminėje sistemoje po 78 milijonų metų senumo Lappajärvi smūgio struktūra.
Jų tyrimas pavadintas „Gilus mikrobų kolonizavimas per smūgio sukeltą hidroterminę cirkuliaciją Lappajärvi smūgio struktūroje, Suomijoje“, buvo paskelbtas žurnale „Nature Communications“.
Tyrimo autoriai rašo, kad „manoma, jog giliai suskilusios meteorito smūgio struktūrų uolienos yra mikrobų kolonizacijos karštosios vietos Žemėje ir kitose planetose“.
„Tačiau tokios kolonizacijos biologiniai požymiai yra reti, o svarbiausia, kad visiškai trūksta tiesioginių geochronologinių įrodymų, siejančių kolonizaciją su smūgio sukurtomis hidroterminėmis sistemomis“, – priduria tyrėjai.
Atradimas pagrįstas sulfito redukcija. Kai kurie mikroorganizmai naudoja anaerobinį kvėpavimo procesą, kurio metu elektronus priima ne deguonis, o sulfatas. Tai yra pagrindinis procesas, prisidedantis prie Žemės globalių sulfato ir anglies ciklų.
Iš esmės mikroorganizmai skaido organines medžiagas kaip energijos šaltinį ir redukuoja sulfatą iki vandenilio sulfido.
Mokslininkai naudojo galingą, pažangią izotopų biosignatūrų analizę ir radioizotopinį datavimą, kad atsektų mikrobų sulfato redukciją mineraluose ir hidroterminės sistemos lūžiuose po krateriu.
„Tai pirmas kartas, kai geochronologiniais metodais galime tiesiogiai susieti mikrobų veiklą su meteorito smūgiu. Tai rodo, kad tokie krateriai po smūgio gali ilgą laiką būti gyvybės buveinėmis“, – sako Henrikas Drake’as, Švedijos Linnaeus universiteto profesorius ir vyresnysis tyrimo autorius.
Savo tyrime autoriai teigia, kad „pirmasis aptiktas mineralų nusėdimas gyvybei tinkamoje temperatūroje (47,0 ± 7,1 °C) įvyko prieš 73,6 ± 2,2 milijonus metų ir pasižymėjo reikšmingai sumažėjusiu 34S kiekiu pirite, kas atitinka mikrobų sulfato redukciją“.
„Labiausiai įdomu tai, kad mes ne tik matome gyvybės ženklus, bet ir galime tiksliai nustatyti, kada tai įvyko. Tai suteikia mums chronologiją, kaip gyvybė randa kelią po katastrofiško įvykio“, – sako Jacob Gustafsson, Linnaeus universiteto doktorantas ir pirmasis šio tyrimo autorius.
Daugiau įrodymų apie mikrobų kolonizaciją atsirando maždaug 10 milijonų metų po susidūrimo, kai temperatūra toliau palaipsniui mažėjo.
Mineralai nusėdo į mineralų kristalais išklotas ertmes. Šiuose mineraluose yra 13kalcito, kuris susidaro dėl mikrobų sulfato redukcijos.
Tai galingas ir įtikinamas biosignalas, kuris sustiprina tyrimo išvadas. Praėjus 10 milijonų metų po susidūrimo, šie mineralai yra dar vienas įrodymas, kad mikroorganizmai ilgą laiką klestėjo hidroterminėje sistemoje.
Asteroidų „platinama“ gyvybė
„Tai nepaprastai įdomus tyrimas, nes jis pirmą kartą sujungia visus taškus. Anksčiau mes radome įrodymų, kad mikroorganizmai kolonizavo smūgio kraterius, bet visada buvo klausimų, kada tai įvyko ir ar tai buvo dėl smūgio, ar dėl kokio nors kito proceso, įvykusio milijonais metų vėliau. Iki šiol“, – sako bendras tyrimo autorius dr. Gordon Osinski iš Vakarų universiteto Kanadoje.
Šie atradimai atveria langą į tai, kaip gyvybė galėjo atsirasti gyvybei tinkamuose pasauliuose.
Asteroidai, kaip žinoma, turi pagrindinių gyvybės elementų, įskaitant amino rūgštis. Gali būti, kad jie ne tik platina šias medžiagas po saulės sistemas ir galaktikas pagal panspermijos teoriją, bet ir sukuria paruoštą aplinką, kurioje gyvybė gali įsitvirtinti.
Tyrimas taip pat rodo, kaip gyvybė gali atsigauti po katastrofiško smūgio, kuris gali sunaikinti biosferą.
Mokslininkai teigia, kad mikrobų kolonizacija Lappajärvi smūginėje struktūroje yra analogiška gyvybės atsiradimui ankstyvojoje Žemėje ir net Marse. Jų analizės metodai gali būti naudojami kitų smūginių struktūrų Žemėje mikrobų kolonizacijos tyrimams.
Be to, jie taip pat gali būti taikomi bet kokioms mėginių paėmimo misijoms iš Marso ar kitų kūnų. Tyrimo autoriai daro išvadą, kad „šios įžvalgos patvirtina vidutinio dydžio (ir didelių) meteorų smūgių gebėjimą sukurti ilgalaikes hidrotermines sistemas, leidžiančias mikrobų kolonizaciją, kai krateris atvėsta iki aplinkos sąlygų, o tai gali turėti svarbių pasekmių gyvybės atsiradimui Žemėje ir už jos ribų“.
