Šest stvari koje smo naučili o Zemlji iz meteorita i kometa

Osim Sunca, njegovih planeta i njihovih mjeseca, naš Sunčev sustav sadrži goleme količine svemirskih stijena – fragmenata koji su ostali nakon formiranja unutarnjih planeta.

---

Velika koncentracija asteroida tvori ogroman prsten oko Sunca, orbitirajući između Marsa i Jupitera. Ovaj prsten nazivamo glavnim pojasom asteroida ili asteroidni pojas. Komete su ledena tijela prašine i stijena koja potječu iz Kuiperovog pojasa iza Neptuna i Oortovog oblaka ostataka koji okružuje Sunčev sustav.

Kako objašnjava Francisco Jose Testa, predavač geoznanosti na Sveučilištu Tasmania, svemirske stijene dolaze u različitim veličinama. Općenito govoreći, asteroidi su svemirske stijene veće od jednog metra, dok su manji komadi (od dva milimetra do jednog metra) poznati kao meteoroidi.

Bez obzira na njihovo porijeklo, kad ove strane stijene stignu na Zemljinu površinu, zovemo ih meteoriti. No, oni su mnogo više od običnih stijena iz dalekih prostora. Omogućili su nam da procijenimo starost našeg planeta i više puta promijenili tijek evolucije. Evo šest glavnih načina na koje su meteoriti i komete pridonijeli povijesti Zemlje ili našem znanju o njoj.

1. Starost našeg planeta

Prije otprilike 4,5 milijardi godina, planet veličine Marsa sudario se s proto-Zemljom, promijenivši sastav našeg planeta i formirajući Mjesec. Tijekom prvih desetaka milijuna godina, Zemlja je bila pretežno rastaljena. Bilo je previše vruće za formiranje čvrstih minerala i stijena, pa točna starost našeg planeta ostaje nepoznata. No, znamo da je starost između one izmjerene iz meteorita i najstarijih stijena koje smo uspjeli pronaći i datirati.

Najstariji minerali koji su pouzdano datirani na Zemlji su sitna zrnca cirkona pronađena u Zapadnoj Australiji. Najstarije zrnce je staro 4,4 milijarde godina.
Međutim, znanstvenici su također datirali čestice kalcija i aluminija pronađene u meteoritima, koje su dale starost od 4,56 milijardi godina – starost našeg Sunčevog sustava.

Dakle, zahvaljujući najstarijim podacima koje su nam pružili meteoriti, naša najbolja procjena je da je Zemlja formirana prije otprilike 4,54 milijarde godina.

2. Građevni blokovi života

Najvjerojatnija teorija o početku života na Zemlji temelji se na jednostavnim organskim spojevima koji su nastali u svemiru i donijeli ih meteoriti i druga nebeska tijela. Tijekom kasnog teškog bombardiranja, razdoblja između 4,1 i 3,8 milijardi godina kada su češći kozmički udarci pogodili naš planet, površina Zemlje bila je djelomično čvrsta.

Aminokiseline, ugljikovodici i druge molekule temeljene na ugljiku stigle su na naš planet u ugljičnim hondritima (primitivni meteoriti, ostaci iz ranog Sunčevog sustava) i kometama.

Jednom kada je rana Zemlja bila obogaćena ovim organskim molekulama, uslijedila je kemijska evolucija. Na kraju se na našem planetu pojavio život. Najraniji dokazi su potencijalni mikrobni život od prije 3,8 milijardi godina, nedugo nakon kasnog teškog bombardiranja.

Bez obzira na to kako je život započeo, sve teorije slažu se u potrebi za primitivnim oceanom – ili bazenima vode – koji su omogućili razvoj ranog života na Zemlji.

3. Kako smo dobili oceane

Meteoriti i komete također su odigrali ključnu ulogu u formiranju Zemljinih oceana i atmosfere. Velike količine vode donesene su na naš planet tijekom kasnog teškog bombardiranja.

Osim toga, voda je oslobađana iz unutrašnjosti Zemlje kroz vulkansku aktivnost tijekom Hadija, prvog eona u povijesti našeg planeta.

Vodena para, zajedno s drugim plinovima kao što su ugljikov dioksid, metan, amonijak, dušik i sumpor, formirali su proto-atmosferu. Kiša je počela padati kada je temperatura pala ispod točke ključanja vode, formirajući naš prvobitni ocean. Dakle, voda koju danas pijemo barem je djelomično izvanzemaljskog podrijetla.

4. Promjena tijeka evolucije

Istrebljenje dinosaura dogodilo se prije otprilike 66 milijuna godina. Povezano je s drugim najvećim poznatim udarom meteorita na Zemlji, duboko zakopanim kraterom Chicxulub u Meksiku.

Nasuprot tome, kasno devonijsko izumiranje prije otprilike 380 do 360 milijuna godina ne može se objasniti jednim udarcem. Predloženi su različiti čimbenici kao mogući uzroci, uključujući višestruke udarce, klimatske promjene, smanjenje kisika (anoksija) u oceanima i vulkansku aktivnost.

Više puta tijekom povijesti Zemlje, kozmički udarci su utjecali na opstanak i evoluciju života na našem planetu.

5. Uzorkovanje Zemljinog dubokog plašta i jezgre

Znanstvenici koriste kombinaciju metoda za razumijevanje unutarnje strukture Zemlje: kora, plašt, jezgra i njihove podjele. Seizmologija je najvažnija od njih, koja proučava širenje seizmičkih valova generiranih potresima ili umjetnim izvorima kroz unutrašnjost Zemlje.

Imamo pristup uzorcima stijena iz kore i gornjeg plašta, ali možda nikada nećemo moći uzorkovati duboki plašt ili čvrstu jezgru. Čak i kada bismo imali tehnologiju, to bi bilo astronomski skupo, a spuštanje na takve dubine uključuje ekstremne pritiske i temperature.

Budući da je izravno uzorkovanje nemoguće, barem za sad, znanstvenici se oslanjaju na neizravne metode. Palaziti i metalni meteoriti potječu iz diferenciranih asteroida – onih koji imaju plašt i jezgru. Ove svemirske stijene su najbliže što ćemo ikada doći uzorkovanju najdubljih dijelova našeg planeta i pomažu nam razumjeti njegov sastav.

Palaziti su rijetki meteoriti koji sadrže silikatni mineral olivin ugrađen u nikl-željezne legure. Smatra se da palaziti nastaju na granici između jezgre i plašta diferenciranih asteroida.

Metalni ili željezni meteoriti sastavljeni su uglavnom od nikl-željeznih legura, poput kamacita i tenita. Oni su fragmenti jezgri diferenciranih asteroida i daju nam tragove o sastavu jezgre našeg planeta.

6. Udari meteorita dali su nam ogromne zalihe zlata i nikla

Stijene Witwatersrand u Južnoj Africi sadrže najveće poznate zalihe zlata na svijetu. Ovo ne bi bilo moguće bez kratera Vredefort – najveće poznate udarne strukture na Zemlji, koja je nastala prije otprilike 2,02 milijarde godina. Udar je sačuvao ove zlatne naslage od erozije prekrivajući cijelo područje izbačenim materijalom i skrivajući slojeve bogate ispod. Da nije bilo toga, naslage bi se erodirale i zlato bi bilo raspršeno, što bi otežalo njegovu ekstrakciju.

Witwatersrand je najveće zlato-proizvodno područje na svijetu, što znači da je drevni udar meteorita imao neizravni, ali trajni utjecaj na naše društvo, osiguravajući dostupnost ovog dragocjenog metala. No, to nije jedini takav događaj. Treći najveći poznati krater na Zemlji je bazen Sudbury u Kanadi, formiran prije 1,85 milijardi godina. On sadrži ogromne naslage nikla jer je udar poremetio Zemljinu koru, djelomično je rastalio i omogućio magmi iz plašta da se uzdigne. Ovo je dovelo do nakupljanja nikla, bakra, paladija, platine i drugih metala, stvarajući jedno od najbogatijih rudarskih područja na planetu.