علامات الحياة القديمة تحت فوهة تشيككسولوب التي تقتل الديناصورات

منظر مائل لحفرة دائرية عملاقة ذات حافتين متحدتين المركز ، نصفها مملوء بالماء من البحر المجاور.

إعادة بناء الفنان لحفرة Chicxulub Crater مباشرة بعد الاصطدام ، قبل 66 مليون سنة. الصورة عبر Detlev Van Ravenswaay / Science Source /علم.

كيف كانت الحياة القديمة على الأرض؟كشف العلماءفي 30 تشرين الأول (أكتوبر) 2020 ، اكتشفوا بعض القرائن الجديدة المهمة. ومن المثير للاهتمام أن الدليل يكمن فيتشيككسولوب(تُنطق تقريبًا 'CHEEK-shu-loob') ، كبيرة ، دائرية ، مدفونةتأثير الحفرةيعتقد الكثيرون أنها تشكلت فيحدث اصطدام كويكبالتي قتلت الديناصورات قبل 66 مليون سنة. في وقت سابق من هذا العام ، اكتشف العلماء أن Chicxulub ذات مرة كانت تحتوي على كمية كبيرةنظام مائي حراري- نظام الماء الساخن - من الماء الساخن الغني بالمعادن. الآن يقول نفس الفريق إنه وجد دليلًا على وجود نظام بيئي تحت الأرضالحياة الميكروبية، التي تستضيفها الحفرة ومياهها الساخنة.

بعد التأثير الهائل الذي تسبب في إنشاء فوهة تشيككسولوب ، كان سطح الأرض غير صالح للسكن إلى حد كبير. لكن العمل الجديد يُظهر أن تأثيرات مثل Chicxulub أنتجت منافذ تحت الأرض يمكن أن تزدهر فيها الحياة الميكروبية. رائع ، نعم؟

الجديدمراجعة الأقرانتأتي الدراسة من علماء في اتحاد أبحاث الفضاء بالجامعات (USRA) في واشنطن العاصمة ، ومعهد القمر والكواكب (LPI) في هيوستن ، تكساس. كاننشرتعبر الإنترنت من قبل المجلةعلم الأحياء الفلكيفي 30 أكتوبر 2020.

التقويمات القمرية لـ ForVM عادت في المخزون! نضمن لك البيع - احصل على واحدة بينما يمكنك ذلك. هدية رائعة!

أمريكا الشمالية والوسطى مع موقع Chicxulub Crater المميز برمز الهدف على Yucatan.

موقع فوهة تشيككسولوب عبرويكيبيديا.

Chicxulub ، يبلغ قطرها حوالي 119 ميلاً (180 كم) وتقع أسفل الحافة الشمالية منشبه جزيرة يوكاتان، المكسيك ، هي واحدة من أفضل الحفر الأثرية المحفوظة على الأرض. بالطبع ، تآكلت معظم الفوهات بفعل المياه والغلاف الجوي للأرض - على عكس الأجسام الخالية من الهواء مثل القمر التي تحافظ على فوهاتها - ولكن لا يزال Chicxulub معروفًا. وهي أيضًا أفضل فوهة تصادم تم الحفاظ عليها مشابهة لتلك التي حدثت في فترة قصف نيزكي ثقيل منذ 3.8 مليار سنة.



مقطع عرضي لقاع البحر به نتوءات مرتفعة وأسهم تشير إلى تدفق المياه وبطاقات عنونة.

مقطع عرضي للنظام الحراري المائي القديم في فوهة تشيككسولوب. وجد الباحثون دليلاً على وجود نظام بيئي ميكروبي مزدهر في النظام الحراري المائي. توجد أنظمة مماثلة منذ حوالي 3.8 مليار سنة. الصورة عبر Victor O. Leshyk / Lunar and Planetary Institute /USRA.

مستطيل طويل مرقش عموديًا مع صندوق داخلي يحتوي على بنية تشبه الأوراق المحمر ؛ شروح نصية.

عينة قلب Chicxulub تحتوي على المعادن الحرارية المائية dachiardite و analcime. ساعدت هذه المعادن في دعم النظام البيئي الميكروبي المزدهر. الصورة عبر David A. Kring / Lunar and Planetary Institute /USRA.

حدثت العديد من التأثيرات الكبيرة المشابهة لـ Chicxulub خلال هذا الوقت المبكر بكثير ، والذي يسمىHadean eonوهي أقدم فترة زمنية في تاريخ الأرض (منذ 4.6 مليار سنة - بداية وجود الأرض - إلى 4 مليارات سنة مضت). كانت بعض هذه التأثيرات القديمة كبيرة بما يكفي لتبخير المحيطات مؤقتًا! وكانت النتيجة جوًا حارًا ومليئًا بالبخار ومليئًا بالبخار الصخري ، مما جعل سطح الأرض غير صالح للسكن في ذلك الوقت. لكن ماذا عنأدناهالسطح؟ هل يمكن أن توجد الحياة هناك ، في بيئة أكثر حماية في الأنظمة الحرارية المائية الجوفية؟ وفقًا لهذا البحث الجديد ، كان من الممكن أن تفعل ذلك بنفس الطريقة التي فعلت بها في ظل Chicxulub.

العالم الذي قاد الدراسة الجديدة ،ديفيد كرينجفي LPI ، طرح مفهوم يسمىفرضية تأثير أصل الحياة. كان المفهوم في الأساس هو أن المياه الساخنة والغنية بالمعادن يمكن أن تتدفق عبر الصخور المكسورة بسبب الصدمات ، مما يخلق نظامًا حراريًا مائيًا تحت السطح يمكنه دعم بعض أنواع الحياة المجهرية. تظهر النتائج الجديدة أن مثل هذا النظام استمر لمئات الآلاف - أو ملايين - السنين تحت فوهة تشيككسولوب ، وبالتالي ربما كان ممكنًا أيضًا مع تأثيرات هاديين قبل مليارات السنين. لذا فإن الأدلة المكتشفة حديثًا أسفل الحفرة الأحدث يمكن أن توفر أدلة قيمة حول كيفية تطور الحياة لأول مرة على الأرض.

فكيف اكتشف الباحثون هذا الدليل؟

رجل مبتسم مع أربع لوحات مؤطرة لكويكب اصطدام خلفه على الحائط.

ديفيد كرينج من اتحاد أبحاث الفضاء بالجامعات (USRA) ومعهد القمر والكواكب (LPI) ، الذي قاد الدراسة الجديدة. صورة عبرUSRA.

لقد حصلوا على عينات من الصخور الأساسية من حلقة الذروة للحفرة ، عبر رحلة استكشافية يدعمها البرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات والبرنامج القاري الدولي للحفر العلمي. تم استخراج خمسة عشر ألف كيلوغرام (33000 رطل) من الصخور في المجموع من 0.8 ميل (1.3 كم) بئر عميق. عند فحص كرات صغيرة من المعدنالبيريت، فقط 10 ملايين من المتر في القطر. تحليل الكبريتالنظائر(اختلافات الكبريت بأعداد مختلفة من النيوترونات في ذراتها) داخل المعدن أظهر أن الكرات قد تم إنشاؤها بواسطة نظام بيئي ميكروبي. تكيفت الميكروبات مع السوائل الساخنة في النظام الحراري المائي وازدهرت.

تتغذى الميكروبات على التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل النظام. عندما تم تحويل الكبريتات إلى كبريتيد ، تم حفظها على شكل بيريت ، والتي تستخدمها الميكروبات للطاقة. كانت هذه الكائنات الحية مشابهة لمحبة للحرارةالبكتيريا (البكتيريا قادرة على العيش في درجات حرارة عالية) والعتيقة(كائنات دقيقة وحيدة الخلية ذات بنية مشابهة للبكتيريا التي تعيش في بيئات منخفضة الأكسجين) الموجودة اليوم في الأنظمة الحرارية المائية مثل تلك الموجودة فيمنتزه يلوستون الوطنى.

تواصلت ForVM مع Kring عبر البريد الإلكتروني للحصول على تعليقات إضافية حول أهمية هذه النتائج.

خريطة يوكاتان بأرض خضراء داكنة محاطة بالمحيط الأزرق ، مع حلقتين متحدتين نصفهما على الأرض ونصفها في البحر.

مخطط سطح حفرة Chicxulub Crater كما نراها اليوم ، أسفل الحافة الشمالية لشبه جزيرة يوكاتان ، المكسيك. الصورة عبر كرينج وآخرون / ناسا /علم الأحياء الفلكي.

إد: كيف توصلت لأول مرة إلى تأثير فرضية أصل الحياة؟

DK: نشأ تأثير أصل فرضية الحياة من اقتران دراستين مستقلتين. أولاً ، كانت مجموعتنا تحاول تحديد موقع الاصطدام الذي أدى إلى إطفاء الديناصورات. عندما كنت أدرس عينات الاكتشاف الخاصة بنا ، أدركت أن صخور الصدمة قد تمت طباعتها بشكل زائد عن طريق التمعدن الحراري المائي ، مما يشير إلى التأثير الناتج عن نظام حراري مائي. ثانيًا ، في الوقت نفسه ، كنت أدرس فترة من القصف المكثف المبكر للنظام الشمسي والذي يُطلق عليه أحيانًا اسم الكارثة القمرية أو الكارثة الداخلية للنظام الشمسي أو القصف الثقيل المتأخر. كانت بعض أحداث الاصطدام كبيرة جدًا لدرجة أنها تبخرت بحار الأرض ، مما جعل من المستحيل وجود الحياة على سطح الأرض. بتجميع واحد واثنان معًا ، أدركت أن أحداث التأثير نفسها قد ولّدت أنظمة مائية حرارية تحت السطح والتي من شأنها أن تكون موائل مثالية للتطور المبكر للحياة. في موازاة ذلك ، قرر علماء الأحياء أن شجرة الحياة متجذرة في الكائنات الحية التي تعيش في الأنظمة الحرارية المائية. وهكذا ، يبدو أن الحياة المعقولة نشأت من فوهة ارتطام.

إد: هل الميكروبات الآكلة للكبريت هي الوحيدة المعروفة حتى الآن ، أم أن أنواعًا أخرى من الحياة الميكروبية كانت موجودة أيضًا في النظام الحراري المائي؟ ماذا عن الأنواع الأخرى من الحياة (غير الميكروبية)؟

DK: الميكروبات التي تقلل الكبريتات هي الكائنات الحية الوحيدة التي تم اكتشافها حتى الآن ، ولكن قد توجد أنواع أخرى من الكائنات الحية في النظام الحراري المائي. لقد بدأنا هذا البحث الآن.

ES: هل هناك أي حفر ارتطام أخرى شبه محفوظة قد يكون لها أنظمة حرارية مائية مماثلة؟

DK: نعم ،هوتونفي كندا وRochechouartفي فرنسا.

سبعة مربعات بها صور ملونة لجزيئات بها تعليقات توضيحية نصية.

صورة مجهرية لحبيبات الكبريتيد وكريات البيريت في العينة الأساسية من فوهة تشيككسولوب. الصورة عبر كرينج وآخرون /علم الأحياء الفلكي.

ES: ما هي الدراسات الإضافية المخطط لها لـ Chicxulub Crater؟

ديفيد كيلي: نحن نبحث عن كائنات إضافية ربما تكون قد ازدهرت في النظام الحراري المائي الجوفي. نريد تحديد النظام البيئي بأكمله ودراسة كيفية تطوره على مدى عدة ملايين من السنين.

هذه النتائج رائعة لأنها تدعم احتمال أن اصطدام نيزك أو كويكب خلال العصر المبكر للأرض - عصر هاديون - كان من الممكن أن يساعد في بدء الحياة. وإذا حدث ذلك على الأرض ، فربما حدث في مكان آخر ، مثل المريخ ، أو الأقمار الجليدية مع المحيطات الجوفية في النظام الشمسي الخارجي ، أو حتى الكواكب القزمة مثلسيريس(التي ، مثل معظم الأجسام في النظام الشمسي ، مغطاة بالحفر ، ولكن من المعروف الآن أنها كانت تحتوي على طبقة من الماء السائل تحت سطحها في الماضي ، وربما لا تزال كذلك)؟ الاحتمالات مثيرة للاهتمام للتفكير!

اقرأ المزيد عن فرضية تأثير أصل الحياة

خلاصة القول: اكتشف الباحثون دليلاً على وجود نظام بيئي ميكروبي قديم في نظام حراري مائي تحت فوهة تصادم Chicxulub الضخمة التي تقتل الديناصورات.

المصدر: تجزئة نظائر الكبريت الميكروبية في نظام تشيككسولوب الحراري المائي

عبر USRA