Иногда, когда учёные спорят, истина действительно оказывается где-то посередине. Именно так произошло с древним ударным кратером в удалённой пустынной местности Пилбара на западе Австралии.
Речь идёт о структуре North Pole Dome, также известной как Миралга. Когда её впервые описали как след древнего удара, исследователи предположили, что ей около 3,47 миллиарда лет. Это сделало бы её намного старше всех других известных ударных структур на Земле.
Но позже другая научная группа оспорила эту оценку. По их версии, кратеру должно было быть меньше 2,77 миллиарда лет.
Теперь первоначальная команда провела более точный анализ крошечных кристаллов в породах, повреждённых ударом. Новый результат: событие, создавшее кратер, произошло примерно 3,024 миллиарда лет назад. Это подтверждает, что North Pole Dome является самым древним известным ударным кратером на Земле.
Геолог Крис Киркленд из австралийского Университета Кёртина объяснил, что прежняя более «молодая» версия оставляла слишком широкий диапазон: кратер мог быть возрастом от 2,77 миллиарда до 400 миллионов лет. Новый возраст — около 3,02 миллиарда лет — уверенно переносит его в архейскую эпоху, когда земная кора, океаны, атмосфера и ранняя жизнь ещё только развивались.
Если сравнить Землю с Луной, Меркурием или Марсом, сразу заметна разница: на нашей планете намного меньше кратеров. Учёные считают, что дело не только в атмосфере, которая могла защищать Землю от части небольших ударов. Главная причина в том, что Земля геологически активна.
Эрозия и внутренние процессы планеты за миллиарды лет стёрли большую часть следов древних столкновений. Поэтому большинство кратеров, которые сегодня удаётся уверенно распознать на Земле, моложе 2 миллиардов лет.
До открытия North Pole Dome самым древним широко признанным ударным кратером считался Яррабубба, тоже в Западной Австралии. Его возраст оценивается в 2,23 миллиарда лет.
Сейчас North Pole Dome уже почти не похож на кратер. За миллиарды лет его края и возвышенные элементы исчезли, а сам участок выглядит как обычный фрагмент австралийской пустынной местности. Но Пилбара — особый регион. Там сохранились одни из наименее нарушенных архейских пород на планете.
По словам Киркленда, в Пилбаре всё ещё можно увидеть древние лавовые потоки, подушечные базальты, кремнистые породы, гидротермальные отложения и породы, связанные с одними из самых ранних свидетельств жизни. Большинство пород такого возраста уже давно были погребены, нагреты, деформированы, разрушены или переработаны геологическими процессами.
Настоящую природу кратера исследователи начали понимать, когда нашли в поверхностных породах необычные структуры — конусы разрушения. Это один из ключевых признаков ударного кратера. Они образуются, когда мощная ударная волна проходит через грунт и оставляет в камне характерные конусообразные трещины.
Сначала возраст структуры оценивали по окружающим породам. Но теперь учёные изучили минералы непосредственно в породах, повреждённых ударом, рядом с этими конусами.
Главным доказательством стал циркон — крошечный, но очень устойчивый минерал, который может сохранять геологическую «метку времени» миллиарды лет. Некоторые цирконы из North Pole Dome имеют необычные ветвистые и скелетные формы. Исследователи считают, что эти кристаллы были изменены ударом: старый циркон был повреждён, частично перекристаллизован и местами вырос заново из-за сильного нагрева.
Именно эти кристаллы зафиксировали событие возрастом около 3 миллиардов лет. По мнению команды, это лучшая оценка времени удара.
Циркон особенно ценен для датировки, потому что при формировании он включает небольшие количества урана, но почти не принимает свинец. Со временем уран распадается в свинец, и по соотношению этих элементов можно вычислить возраст минерала.
Но учёные не ограничились цирконом. Они также изучили кристаллы апатита, которые образовались, когда горячие жидкости проходили через трещиноватые породы после удара. Изотопные данные по апатиту дали возраст около 3,019 миллиарда лет — почти такой же, как у циркона.
Этот возраст важен не только как рекорд. Он показывает удар по совсем другой Земле — молодой планете с более горячей корой, другими условиями на поверхности и ранними микробными экосистемами.
Такой кратер может помочь понять, как древние удары раскалывали земную кору, запускали движение горячих жидкостей через породы и могли менять среду, где существовала или сохранялась ранняя жизнь.
Это не самое древнее свидетельство удара на Земле вообще. В Австралии и Южной Африке находили ещё более старые крошечные расплавленные капли вещества, выброшенные древними столкновениями. Но такие находки не показывают, куда именно ударил объект и как выглядел кратер.
North Pole Dome даёт больше, чем просто следы расплавленных обломков. Несмотря на то что его край давно стёрт, участок всё ещё можно интерпретировать как настоящий кратер. А значит, его можно использовать для изучения того, как столкновения влияли на планету в период, когда на Земле появлялась ранняя жизнь.
Киркленд отметил, что неожиданность была в том, что верной не оказалась ни первая оценка, ни более молодая переинтерпретация. Минералы дали третий ответ: около 3,02 миллиарда лет назад циркон перекристаллизовался, а гидротермальный апатит вырос в повреждённых породах.
Именно поэтому прямое датирование так важно. Оно позволяет самим породам и минералам дать собственную временную метку.
Исследование опубликовано в журнале Geology.
