Ilyen volt a Föld, amikor hatalmas testek csapódtak bele

A fiatal Föld egy művészi illusztráción

Több mint négymilliárd évvel ezelőtt hatalmas kozmikus becsapódások érték a fiatal Földet. A bolygónkat bombázó óriásmeteoritok százszor nagyobbak lehettek, mint a dinoszauruszokat elpusztító test.

Nagyjából négymilliárd évvel ezelőtt, a földtörténeti ősidőben a Föld feszínét hatalmas aszteroidák bombázták. A gigászi becsapódások alaposan átalakították bolygónk felszíni kőzeteit. A NASA naprendszerkutatással foglalkozó virtuális intézetének (SSERVI) szakemberei ezúttal egy olyan modellt készítettek, amely megmutatja, hogyan hatottak ezek az ütközések a korai Föld legfelső fejlődésére. Eredményeiket a Nature július 31-i számában jelentették meg.

Földünk születése

A most kidolgozott új modell segíthet megérteni, hogy az ismétlődő becsapódások hogyan pusztíthatták vagy temethették el Földünk legrégebbi kőzeteit – mondta Yvonne Pendleton, a SSERVI egyik vezető kutatója.

A fiatal Földet hatalmas becsapódások érték, az ősóceán az így keletkezett krátereket is kitöltötte (illusztráció) Forrás: Simone Marchi

Bolygócsírák ütközései

Ahogy Naprendszerünk többi bolygója, úgy a Föld is több nagy fejlődési fázison ment keresztül. A bolygókeletkezés folyamata porszemek és kisebb-nagyobb kőzetszemcsék összetapadásával indult 5 milliárd évvel ezelőtt az ősi Nap körüli anyagkorongban. A szemcsék fokozatosan egyre nagyobb anyagcsomókká, úgynevezett bolygócsírákká (planetezimálokká) állnak össze. A néhány száz vagy ezer kilométeres bolygócsírák idővel bolygóembriókká nőttek. A folyamat akár több 10 millió évig is eltarthatott. A bolygóembriók összeütközésével és összeállásával születtek meg a bolygók. A Föld is így jött létre 4,6 milliárd évvel ezelőtt.

Hatalmas testek becsapódásai

A fiatal Föld az egyik legjelentősebb becsapódást egy bolygóembriótól szenvedte el. A Theia névre keresztelt bolygóembrióval történő összeütközés hatására egy törmelékgyűrű keletkezett a Föld körül, amelynek összeállásából született meg a Hold.

A nagyobb objektumok rendszeres becsapódásai azonban csak ezután kezdődtek el igazán. A Naprendszer keletkezésének lecsengéseként a Föld körül nagyméretű törmelékfelhő (úgynevezett akkréciós korong) alakult ki. A folyamatosan hízó Föld gravitációs tömegvonzása nőtt, így magába szippantotta a törmelékfelhő anyagát, amely hatalmas meteoritok formájában hullott a bolygóra. Ezek az aszteroidák általában több száz kilométereses voltak (összehasonlításképp a dinoszauruszokat hatvanöt millió éve kipusztító test átmérője "csupán" 10 kilométer volt). A mostani modell legalább négy olyan óriásmeteorit becsapódását feltételezi, amelynek átmérője meghaladhatta a 960 kilométert.

Az animáció a fiatal Földet érő becsapódások hatásait mutatja. A kör a becsapódás által érintett területet, a szín a becsapódás idejét jelöli Forrás: Simone Marchi

Kis tömeg, nagy hatás

Bár a becsapódó óriásaszteroidák csupán egy százalékát adják bolygónk mai tömegének, jelentősen hatottak a korai Föld geológiai evolúciójára: a folyamatos becsapódások hatására keletkező forró kőzetolvadék szüntelenül átformálta a felszínt. Ennek köszönhetően a földtörténeti ősidőben keletkezett cirkonkristályokat leszámítva nem nagyon maradtak fenn 3,8 milliárd évnél korábbi kőzetek.

A korai Föld-Hold rendszert ábrázoló animáció. A becsapódások hatására a Föld felszínére forró kőzetolvadék került. A feltételezések szerint ebben az időben már lehettek bolygónkon óceánok Forrás: Simone Marchi

A becsapódások hatása azonban nem merült ki ebben. A cirkonkristályok geokémiai vizsgálata korábban alátámasztotta, hogy Földünkön már 4,3 milliárd évvel ezelőtt létezhettek ősóceánok. A modell azt mutatja, hogy a Földnek ütköző hatalmas testek újra és újra felfűtötték és elpárologtatták az akkori vízkészletet. Az elpárolgott víz az atmoszférába jutott, majd eső formájában visszahullott a felszínre.

Többször is megszülethetett az élet

Az aszteroidák becsapódásai az élet fejlődésében is szerepet játszhattak. Az élet mostani tudásunk szerint 3,8 milliárd éve jelent meg Földünkön. A víz korábbi jelenléte miatt azonban lehetséges, hogy még korábban, sőt nem is csak egyszer.

A kutatók számításai szerint az egyes óriásbecsapódások között hosszabb időszakok telhettek el, így hiába „sterilizálta” szó szerint egy nagyobb aszteroida a Földet, az ütközések közötti időszakokban volt idő az élet újbóli megjelenésére. A földtörténeti ősidőben fennálló viszonyokat ismerve az akkori életformák feltehetően ellenállóak voltak a magas hőmérséklettel szemben, és mélyen az óceánok, vagy a földfelszín alatt éltek.