Een asteroïde heeft de oude aarde mogelijk in een sneeuwbal veranderd

By | February 10, 2024

Als je vele miljoenen jaren terug in de tijd reist, zou de aarde op de planeet Hoth lijken oorlog van sterren: Een ijskoude, droge lucht zou over een wereld van eindeloos ijs stromen, die bijna elke centimeter land en zee bedekt. Deze toestand van mondiale afkoeling, bekend als Sneeuwbalaarde, vond minstens twee keer plaats, beide keren meer dan 600 miljoen jaar geleden. En er moet iets ernstig mis zijn gegaan met de thermostaat van de wereld, waardoor deze in een gigantische ijsbal is veranderd – maar wat?

Er zijn verschillende ideeën voorgesteld, van schurkenvulkanisme tot supercontinentale vernietiging. Een nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd in Wetenschappelijke vooruitgangonderzoekt een ander idee dat grotendeels genegeerd is: een catastrofale asteroïde-inslag.

Wanneer grote asteroïden op de planeet botsen, kunnen ze grote hoeveelheden gesteente vrijgeven, waardoor het schreeuwend de lucht in wordt gestuurd. Een groot deel van dit uitgestoten materiaal kan bestaan ​​uit zwavelhoudende mineralen, die in de stratosfeer, de laag van de atmosfeer daarboven, veranderen in zonlichtreflecterende aërosolen. Als er daarboven voldoende aerosolen zijn, kan het op aarde heel snel erg koud worden.

Voor deze nieuwe studie simuleerden wetenschappers de injectie van verschillende concentraties sulfaataërosolen in de stratosfeer – zoals die geproduceerd door een enorme asteroïde-inslag – op verschillende punten in het verleden van de aarde, van de verschroeiende hete tijdperken tot de toch al koele hoofdstukken. Ze ontdekten dat warmere tijden de gevolgen van een asteroïde-inslag kunnen verdragen zonder te bevriezen, maar dat toch al koude klimaten door een buitenaardse zuigaanval in een sneeuwbaltoestand kunnen worden gebracht.

Er is momenteel geen geologisch bewijs dat dit heeft plaatsgevonden. Uit dit onderzoek blijkt echter dat asteroïden als potentiële verdachten moeten worden beschouwd. “Het is een heel interessant gedachte-experiment”, zegt Thomas Gernon, een geowetenschapper aan de Universiteit van Southampton die niet bij het onderzoek betrokken was.

Het is ook een studie die de huidige inspanningen om een ​​planetair verdedigingssysteem te ontwikkelen doet waarderen – een systeem dat asteroïde-spionageobservatoria en asteroïde-verdedigingstechnologieën combineert om ervoor te zorgen dat gevaarlijke asteroïden nooit de drempel van de planeet bereiken.

“De impact van een grote impact gevolgd door een mondiale ijstijd zou catastrofaal zijn voor het complexe leven en zou kunnen leiden tot het uitsterven van de mens”, zegt studieauteur Minmin Fu, klimaatdynamicus aan de Yale University.

Een kracht die krachtig genoeg is om de aarde opnieuw te maken

Als je het zonlicht lang genoeg blokkeert, koelt de planeet af en groeien de ijsvlaktes. IJs reflecteert zonlicht terug de ruimte in. Dus als er meer van is, koelt de planeet verder af, wat leidt tot meer ijsvorming – en wanneer dit een bepaalde ijslimiet bereikt, verandert de planeet onverbiddelijk in een sneeuwbal.

Hoewel het onmiskenbaar is dat de aarde gedurende haar miljardenjarige geschiedenis warmere en koudere periodes heeft gekend, zijn niet alle wetenschappers het erover eens dat de aarde volledig omgeven is door ijs. Maar een schat aan vreemde, oude geologische kenmerken – bijvoorbeeld verbrijzelde lagen sediment en rotsachtig puin die doorgaans worden gevormd en getransporteerd door gletsjers en die op de evenaar worden aangetroffen – hebben velen ervan overtuigd dat de aarde tussen 720 en 720 minstens twee keer met sneeuw en ijs was gehuld. en 635 miljoen jaar geleden, tijdens de toepasselijk genoemde cryogene periode van het Neoproterozoïcum.

(Een nieuwe ontdekking op de maan Death Star van Saturnus zou wetenschappers kunnen helpen meer te leren over buitenaards leven. Kom meer te weten.)

Het is van het grootste belang om erachter te komen waarom ze zijn gebeurd (en waarom ze zijn geëindigd). Niet lang nadat de tweede sneeuwbal was ontdooid, vond er een explosie van complex leven plaats, bekend als de Cambrische explosie.

“Het is daarom belangrijk om te begrijpen waarom ze gebeuren – om de geschiedenis van het leven op aarde en het potentieel voor leven op andere planeten te begrijpen”, zegt Fu.

Vulkanen worden beschouwd als hoofdverdachten voor de vorming van sneeuwballen: misschien stootten ze te veel zwaveldioxide uit (dat een aerosol wordt in de atmosfeer), wat resulteerde in een verkoelend effect – of misschien bestond er, volgens een andere theorie, ooit veel minder vulkanen op aarde die koolstof uitspuwden kooldioxide de lucht in, waardoor het broeikaseffect wordt verminderd.

“Beide hypothesen zijn haalbaar”, zegt studieauteur Alexey Fedorov, expert op het gebied van klimaatmodellering aan de Yale University. Maar het is niet duidelijk of vulkanen snel genoeg zulke grote hoeveelheden zwaveldioxide kunnen uitstoten of een dramatische daling van de kooldioxide-uitstoot kunnen zien om Sneeuwbalaarde te stimuleren.

Een asteroïde-inslag raakt echter anders. “Een inslag is een geologisch momentane gebeurtenis”, zegt studieauteur Christian Köberl, impactexpert aan de Universiteit van Wenen. En het is bekend dat ze haastig grote hoeveelheden sulfaten in de atmosfeer spuiten.

Het Chicxulub-botslichaam, de tien kilometer lange asteroïde die 66 miljoen jaar geleden de aarde trof, veroorzaakte een hele reeks milieu- en klimaatproblemen die tot massale uitstervingen leidden. De resulterende sulfaataërosolen droegen ook bij aan jaren van mondiale afkoeling en uitbreiding van het zee-ijs. Dit veroorzaakte geen sneeuwbaltoestand, maar de auteurs vroegen zich af: wat als er op andere momenten in de geschiedenis van de aarde iets vergelijkbaar catastrofaals zou gebeuren?

Een buitenaardse antagonist

Om hun asteroïdetheorie te testen, creëerde het team gedetailleerde simulaties van verschillende hoofdstukken uit het verleden van de planeet, elk met verschillende continentale, oceanische en atmosferische arrangementen: het gematigde pre-industriële tijdperk (vóór 1850), het koude laatste ijstijdmaximum (20.000 jaar). geleden), een hete Krijtperiode (145 tot 66 miljoen jaar geleden) en tijdens het Neoproterozoïcum (750 miljoen jaar geleden) – een warmer en een kouder herstel.

(Wees getuige van deze 9 spectaculaire nachtelijke hemelgebeurtenissen in 2024.)

Vervolgens injecteerden ze gedurende deze perioden plausibele, Chicxulub-achtige hoeveelheden zwaveldioxidegas in de stratosfeer – 6,6, 200 en 2.000 miljard ton van het spul – en keken wat er gebeurde. Zou er een Sneeuwbalaarde ontstaan, hier gedefinieerd als een mondiale zee-ijsbedekking van 97 procent?

In de milde pre-industriële periode en in het Krijt-tijdperk bestond er onder geen enkele omstandigheid een volledig bevroren wereld. Maar het toevoegen van 200 miljard ton zwaveldioxide aan een koelere versie van het Neoproterozoïcum en het Laatste Glaciale Maximum was voldoende om alle wereldzeeën in minder dan tien jaar met ijs te bedekken.

‘Het is een stuk lastiger om een ​​sneeuwbal te veroorzaken als het zo warm is op aarde’, zegt Köberl. Deze studie suggereert echter dat “het mogelijk is” als de planeet al koud is.

De enige manier om dit idee te bevestigen zou zijn door een krater te vinden die qua grootte vergelijkbaar is met Chicxulub (180 kilometer in diameter) of de zwavelrijke overblijfselen die door een inslag zijn weggeslingerd en deze te dateren op het begin van deze ijstijden. Gernon vermoedt dat zo’n grote krater zich nog steeds op een van de continenten van de aarde verbergt, zelfs na bijna een miljard jaar van erosieve activiteit veroorzaakt door water, vulkanisme, biologie en tektonische botsingen.

“Het is verleidelijk en hun modellering is behoorlijk overtuigend”, zegt hij, maar hij zal sceptisch blijven totdat er duidelijke geologische bewijzen zijn gevonden.

Dit blijft voorlopig een theoretische oefening. “Effecten verklaren niet alles”, zegt Köberl. ‘Maar je moet nog steeds ruimdenkend zijn’, omdat dit onderzoek en gebeurtenissen als Chicxulub laten zien hoeveel asteroïden het lot van de aarde kunnen veranderen.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *