محققان دانشگاه تگزاس در آستین بخش مهمی از تاریخ زمین شناسی اوکلاهاما را با پیامدهای احتمالی برای چگونگی تفسیر دانشمندان رویدادهای مهم در تاریخ حیات روی زمین مورد بررسی مجدد قرار داده اند.
در زیر شهر ایمز، اوکلاهاما برخورد شهاب سنگی قرار دارد که کیلومترها زیر زمین امتداد دارد. اکنون لایه‌های رسوب دهانه را پوشانده است، اما از نظر علمی و اقتصادی همچنان قابل توجه است. سازه ضربه ای ایمز نیز تولید کننده عمده نفت و گاز است.
دهانه ای که مدت هاست با یک رویداد شهاب سنگی باستانی مرتبط است
سال‌ها تصور می‌شد که دهانه ایمز متعلق به خوشه‌ای از برخوردهای شهاب‌سنگ بزرگ در آمریکای شمالی است که قدمت آن به حدود 467.5 میلیون سال پیش بازمی‌گردد. این دوره به رویداد شهاب سنگ اردوویسین معروف است.
از آنجایی که به نظر می رسد بسیاری از سازه های برخوردی مربوط به همان زمان هستند، برخی از محققان پیشنهاد می کنند که زمین ممکن است زمانی توسط یک حلقه سیارکی مانند زحل در دوران اردویسین میانی احاطه شده باشد.
کار جدید محققان UT اکنون نشان می دهد که تاثیر ایمز به این قسمت تعلق ندارد.
این تیم با تعیین سن بلورهای زیرکون که از گرانیت تغییر یافته در اثر ضربه گرفته شده بودند، دریافتند که این شهاب سنگ حدود 370 میلیون سال پیش در دوران دونین پسین سقوط کرده است. این باعث می شود دهانه نزدیک به 100 میلیون سال جوانتر از آنچه قبلا تصور می شد، باشد.
الیزابت کاتلوس، نویسنده اصلی، دانشیار دپارتمان علوم زمین و سیاره دانشگاه UT، می‌گوید: «مهم نیست از چه تکنیکی استفاده می‌کردیم، همچنان به سیگنال جوانتر برمی‌گشت.
این مطالعه در ماه ژوئیه منتشر شد شهاب‌شناسی و علوم سیاره‌ای آمپر.
چرا تاریخ قبلی گمراه کننده بود
قبل از این مطالعه، تاثیر ایمز تنها با استفاده از شواهد بیولوژیکی تعیین شده بود. محققان دندان های حفظ شده در سنگ را از یک حیوان مارماهی باستانی به نام کنودونت پیدا کردند. این فسیل‌ها از موجوداتی که در دوره اردویسین قدیمی‌تر زندگی می‌کردند به دست آمده‌اند.
اما کاتلوس گفت که دندان‌ها احتمالاً در زمان برخورد سیارک میلیون‌ها سال سن داشتند. این برخورد احتمالاً مواد قدیمی‌تری را به هم ریخته و فسیل‌ها را در صخره‌ها مخلوط کرده و در عین حال آنها را حفظ کرده است.
دوستیابی زیرکون جدول زمانی بسیار متفاوتی را ارائه می دهد. این نشان می دهد که دهانه ایمز نمی تواند در طول رویداد شهاب سنگ اردوویسین شکل گرفته باشد.
در عوض، عصر جدید آن را به رویداد انقراض دسته جمعی فران-فامن نزدیک می کند که حدود 372 میلیون سال پیش رخ داد و بسیاری از حیات دریایی زمین را از بین برد.
کریستال های کوچک زیرکون تاثیر را حفظ می کنند
دنی استاکلی، رئیس دانشکده علوم زمین جکسون و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت که تاریخ‌گذاری زیرکون با U-Pb یکی از دقیق‌ترین راه‌ها برای تعیین زمان وقوع رویدادها در اعماق گذشته زمین است.
کریستال های زیرکون همچنین می توانند ساختارهای میکروسکوپی ایجاد شده توسط فشار شدید ایجاد شده در هنگام ضربه را حفظ کنند.
استوکلی گفت: «این کریستال‌های کوچک به ما اجازه می‌دهند به گذشته برگردیم و در مورد تغییرات بزرگ در مناظر باستانی زمین بیاموزیم. انجام این کار برای تعداد بیشتری از سایت‌های برخورد شهاب‌سنگ در سرتاسر قاره بسیار عالی است تا بتوانیم جدول زمانی دقیق‌تری از این رویدادهای بزرگ به دست آوریم.»
برای تأیید اینکه زیرکن‌ها واقعاً تحت تأثیر برخورد شهاب سنگ قرار گرفته‌اند، تیم با ناسا برای تصویربرداری از کریستال‌ها با استفاده از نورتابی کاتودولومینسانس و پراش الکترون پس پراکنده همکاری کردند.
هنگامی که زیرکون شرایط ضربه شدید را تجربه می کند، به روشی متمایز دوباره کریستال می شود. این تغییرات را می توان با این تکنیک های تصویربرداری شناسایی کرد و به محققان اجازه می دهد تا بررسی کنند که کریستال ها خود برخورد را ثبت کرده اند.
قطعه جدیدی از پازل انقراض جمعی
به گفته کاتلوس، تعیین تاریخ های دقیق تر برای انقراض دسته جمعی و سایر رویدادهای مهم برای درک چگونگی تغییر زمین در طول زمان ضروری است.
یک سوال کلیدی این است که آیا رویدادهای انقراض عمدتاً توسط نیروهایی از فضا، مانند برخورد شهاب‌ها، یا فرآیندهای روی زمین، از جمله قسمت‌هایی از فعالیت‌های آتشفشانی عظیم، هدایت می‌شوند.
او گفت: “با این مطالعه، ما در واقع یک پیاده اصلی را از رویداد شهاب سنگ اردوویسین می گیریم و آن را در رویداد فراسنو-فامنان می اندازیم و می گوییم “این برخورد اینجاست.”
این پروژه توسط دانشجوی سابق دانشکده علوم زمین جکسون، اندرو پاریسی، که در سال 2018 فارغ التحصیل شد و از آن زمان درگذشت، آغاز شد. پاریسی به اوکلاهاما سفر کرد تا هسته سنگی ایمز را از سازمان زمین شناسی اوکلاهما به دست آورد، کریستال های زیرکون را از این مواد استخراج کرد و به تعیین سن آنها کمک کرد.
مایکل بروکفیلد، یکی از نویسندگان این مدرسه، همکار پژوهشی این مدرسه، نیز پیش از انتشار مقاله درگذشت.
پروفسور شان گولیک و استاد بازنشسته مدرسه جکسون مارک کلوس نیز در این تحقیق مشارکت داشتند.
