Jordens Ældste Og Største Krater Giver Nye Hemmeligheder - 2019 | Jorden
Udgivet I: Jorden • Visninger: 7863
Geologer rapporterer om at finde lommer af smeltesmelt og stød ejecta fra vredefort krater, det ældste og største krater på jorden.
Geologer siger, at de har opdaget sten, der var lang tænkning forsvundet, de yngste rester af det ældste og største slagkrater på jorden.
I Sydafrikas slidte hjerte lukter Vredefort-krateret med slående grønne sorte klipper, nogle af de eneste rester af et magmahav, der engang fyldte det gabende krater, ifølge en undersøgelse, der skal offentliggøres i maj i tidsskriftet Geologi. Indtil nu har geologer troet, at næsten alle disse "smeltesmeltende" klipper var gået tabt til tiden. Nogle 6 miles (10 kilometer) af Vredefort-krateret har slidt væk, da det blev slået åbent for 2,02 milliarder år siden.
"Det er som at opdage en ny rocktype i Grand Canyon," siger studieforfatteren Desmond Moser, en geokronolog ved Western University i Ontario, Canada. "Vredefort er gået over i 100 år."
En særskilt undersøgelse i samme spørgsmål om geologi rapporterer det bedste bevis endnu for mulig Vredefort impact ejecta. De fordampede perler af sten blev sprængt ind i atmosfæren og regnet ned 1.550 mil (2500 km) væk på et proto-kontinent, der blev nordvest i Rusland og Skandinavien, fortalte forskerne. [Krak! 10 største effektkratere på jorden]
"Jeg tror, ​​at dette er et konkret skridt fremad for at forsøge at forstå toppen af ​​Vredefort-strukturen," siger Matthew Huber, hovedforfatter af den anden undersøgelse og en planetgeolog ved universitetet i Bruxelles i Belgien.
Off med hovedet
Den antikke Vredefort slagstruktur var engang et meget større krater, omkring 185 miles (300 km) på tværs af, forskere vurderer. Den asteroide eller meteor, der ramte proto-afrika, var 6 miles (10 km) bred og udgravet et hul 10 gange dybere end Grand Canyon, sagde Moser. Effektens enorme varme smeltede jordskorpen og skabte en magma sø. Moser og hans medforfatter Lisa Cupelli har også udforsket resterne af et lignende smeltet hav i Ontario Sudbury-krateret, som er lidt mindre og yngre end Vredefort.
En 3 milliarder år gammel chokeret zircon, der overlevede Vredefort-effekten.
Kredit: Desmond Moser
På Vredefort forbliver der lidt af denne smeltesø Der er rodet slagrelaterede breccier, der er dannet som skiver skorpede ned i krateret lige efter slag. Skiverne skred så hurtigt, at den resulterende friktion smeltede i glas, kaldet pseudotachylit. Der er også lavafyldte brudstykker kaldet dikes, fyldt med en sten kendt som granophyre, smedet fra fingrene af slagsmelten, der trængte ind i den lokale rock.
Men Moser lavede et heldigt fund i 1990'erne i midten af ​​krateret. Han forsøgte at nedbryde Vredeforts alder, da han ved et uhell opdagede uberørte 2,02 milliarder år gamle zirkoner - små mineraler uden tegn på voldelige chok. Zirconsne blev fast i sjældne, magmafyldte diger. Dykene græsser gennem gammel skorpe, når de er begravet 12 miles (20 km) dybt i jorden. Moser mener, at den delvist afkølet magma lækkede i skorpehvaler, der oozed i som tandpasta for at tilslutte krateret, hvilket skabte lagdelt foliering. (Skorpen rejste sig op som en kuppel - se slow-motion videoer af et regndråbe, der rammer en skål med vand.)
Moser offentliggjorde sin opdagelse i geologi i 1997 og straks udløst en kamp om, hvorvidt dykningerne, fyldt med en sten kaldet gabbronorite, var reelle rester af Vredeforts smelte. Det kamp fortsætter i dag. Nogle forskere protesterede imod, at magma havde et usædvanligt lagdelt udseende kaldet foliation, som er almindelig i ændrede klipper. Måske var det simpelthen en anden pseudotachylit, eller en del af Jordens oprindelige skorpe, sagde kritikerne. Andre foreslog, at de unge zirkoner kunne have krystalliseret i eksisterende sten fra virkningenes varme. [Billeder: Verdens mærkeligste geologiske formationer]
Så Moser og Cupelli vendte for nylig tilbage til Sydafrika og søgte efter endelig bevis på, at magma-dikerne var lige så unge som selve krateret.
"Jeg ville fjerne alle tvivl om, at dette var konsekvensrelateret," sagde Cupelli.
Nu er Cupelli, der ledede den nye undersøgelse, mener, at holdet kan bevise, at magmaerne blev født i Vredeforts smelte. Zirconsne er tilfældigt fordelt og interlaced med deres omgivende mineraler - de kunne ikke være vokset fra virkningsvarmen senere end deres naboer, sagde hun. Zirconerne krystalliserede også mellem 1.337 til 1.702 grader Fahrenheit (725 til 928 grader Celsius), varmere end normalt på Jorden, men den samme temperatur som i Sudbury's smelte.
Endelig antyder niveauerne af elementet hafnium, at magma smeltede fra de 3 milliarder årige sten, der oprindeligt ligger over krateret (de samme sedimentære og vulkanske klipper i nærliggende Witwatersrand-bassinet), ikke fra den meget dybe skorpe, der nu udsættes for 2 mia. års erosion.
Race for nye klipper
Den nye undersøgelse har allerede startet en søgning efter Mosers sten af ​​andre Vredefort-forskere, som håber at bekræfte eller nægte resultaterne. [Earth Quiz: Kender du virkelig din planet?]
"Jeg synes den endelige løsning på dette dilemma er stadig derude," sagde Uwe Reimold, professor ved Humboldt Universitet i Berlin og direktør for Museum für Naturkunde. Reimold er fast i anti-slag-smeltelejren, selvom han roste undersøgelsens zirkon-kemiske teknikker. "Jeg synes stadig, at dette er i overensstemmelse med en fortolkning som en pseudotachylytisk breccia," sagde Reimold. "Jeg har ikke ændret mig."
Lisa Cupelli ved et udbrud af gabbronorite ved Vredefort slagkrateret.
Men Moser mener, at det usædvanlige udseende af Vredeforts smeltesmelt kunne også hjælpe forskere med at søge efter ældre slagkratere, som kun er bekræftet ved at finde frem til ejecta. Impact beds går tilbage til 3,5 milliarder år, men bekræftede kratere slutter med Vredefort. Alligevel er der meget gamle sten med lignende sammensætninger og teksturer, som den særprægede lagring af Vredeforts smeltesmelt, spredt over jorden, siger forskerne.
"Hvad Vredefort lærer os, er, at vi ikke har set med det rigtige øje på nogle af disse gamle klipper," sagde Moser.
Ser højre om
Det rigtige sæt af øjne var nøglen til at finde Vredeforts impact ejecta i Karelen, Rusland. Den fordampede sten var oprindeligt blevet identificeret som ooids, som er små kugler af calciumcarbonat, der normalt dannes i lavvandede tropiske have, såsom Bahama Banks.
Men Huber bemærkede en lighed med runde slagglas (kaldet sfærer) og bad om tilladelse til at undersøge stenprøverne: to borekerner erhvervet under Fennoscandian Arctic Russia-Drilling Early Earth Project (FARDEEP).
"Vi fandt hurtigt beviser for, at disse var påvirkningsspirer," sagde Huber. "Vi begyndte at finde nogle håndvægte, og nogle der blev helt trukket fra hinanden i en tåreform, som er fuldstændig umuligt for ooider."
Effektglaset erstattes helt af mineraler som kalcit og pyrit, men sjældne, rumbundne elementer som platin og ruthenium forbliver. Glaset er spredt i sten, hvis alder varierer fra 2,05 mia. Til 1,98 mia. År. Dette span betyder, at der er en chance for, at en anden påvirkning kunne have sprængt sfærerne ind i himlen, men de matcher de forventede egenskaber ved en Vredefort-lignende begivenhed, sagde Huber.
"Vi håber at gøre mere geokemi på disse særlige klipper for at forsøge at spike endnu længere, hvad kilden ville have været," sagde Huber. Fremtidige planer omfatter at forsøge at finde ud af, hvilken slags rumhund der smadrede ind i jorden, og sammenligne sfærerne med Vredeforts unikke mineralogi.
"Jeg håber dette inspirerer folk til at se mere omhyggeligt på deres sten," sagde han. "Det er virkelig vigtigt at kigge efter disse fine detaljer for bedre at forstå jordens kraterhistorie."