Uma enorme rocha espacial, com o tamanho estimado de quatro Montes Everest, colidiu com a Terra há mais de 3 mil milhões de anos – e o impacto poderia ter sido inesperadamente benéfico para as primeiras formas de vida no nosso planeta. de acordo com uma nova pesquisa.
Normalmente, quando uma grande rocha espacial colide com a Terra, os impactos estão associados a uma devastação catastrófica, como no caso do desaparecimento dos dinossauros há 66 milhões de anos, quando uma rocha com cerca de 10 quilómetros de largura asteróide caiu na costa da Península de Yucatán, onde hoje é o México.
Mas a Terra era jovem e um lugar muito diferente quando o meteorito S2, estimado em 50 a 200 vezes mais massa que o meteorito provocando a extinção dos dinossauros O asteróide Chicxulub colidiu com o planeta há 3,26 bilhões de anos, segundo Nadja Drabon, professora assistente de Terra e ciências planetárias na Universidade de Harvard. Ela também é autora principal de um novo estudo que descreve o impacto do S2 e o que se seguiu, publicado na segunda-feira na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Nenhuma vida complexa se formou ainda, e apenas a vida unicelular estava presente na forma de bactérias e arquéias”, escreveu Drabon por e-mail. “Os oceanos provavelmente continham alguma vida, mas não tanta como hoje, em parte devido à falta de nutrientes. Algumas pessoas até descrevem os oceanos arqueanos como “desertos biológicos”. A Terra Arqueana era um mundo aquático com poucas ilhas salientes. Teria sido uma visão curiosa, já que os oceanos eram provavelmente de cor verde devido às águas profundas ricas em ferro.”
Quando o meteorito S2 atingiu, o caos global se seguiu – mas o impacto também despertou ingredientes que poderiam ter enriquecido a vida bacteriana, disse Drabon. As novas descobertas podem mudar a forma como os cientistas entendem como a Terra e a sua vida nascente responderam ao bombardeamento de rochas espaciais não muito depois da formação do planeta.
Descobrindo impactos antigos
No início da história da Terra, as rochas espaciais atingiram frequentemente o jovem planeta. Estima-se que “impactadores gigantes”, com mais de 10 quilômetros de diâmetro, atingiram o planeta pelo menos a cada 15 milhões de anos, de acordo com os autores do estudo, o que significa que pelo menos 16 meteoritos gigantes atingiram a Terra durante o Éon Arqueano, que durou de 4 bilhões a 2,5 bilhões de anos atrás.
Mas as consequências desses eventos de impacto não são bem compreendidas. E dada a geologia em constante mudança da Terra, na qual enormes crateras são cobertas pela atividade vulcânica e pelo movimento das placas tectónicas, é difícil encontrar provas do que aconteceu há milhões de anos.
Drabon é um geólogo da Terra primitiva, intrigado em entender como era o planeta antes da formação dos primeiros continentes e como os violentos impactos meteoríticos afetaram a evolução da vida.
“Esses impactos devem ter afetado significativamente a origem e a evolução da vida na Terra. Mas como exatamente permanece um mistério”, disse Drabon. “Na minha pesquisa, eu queria examinar evidências ‘duras’ reais – desculpem o trocadilho – de como impactos gigantescos afetaram o início da vida.”
Drabon e seus colegas realizaram trabalho de campo em busca de pistas nas rochas das montanhas Barberton Makhonjwa, na África do Sul. Lá, evidências geológicas de oito eventos de impacto, que ocorreram entre 3,6 bilhões e 3,2 bilhões de anos atrás, podem ser encontradas nas rochas e rastreadas através de minúsculas partículas de impacto de meteoritos chamadas esférulas.
Drabon e seus colegas conduziram suas pesquisas nas montanhas Barberton Makhonjwa, na África do Sul. (Nadja Drabon/Universidade de Harvard via CNN Newsource)
As partículas pequenas e redondas, que podem ser vítreas ou cristalinas, ocorrem quando grandes meteoritos atingem a Terra e formam camadas sedimentares em rochas conhecidas como leitos esféricos.
A equipe coletou uma série de amostras na África do Sul e analisou a composição e a geoquímica das rochas.
“Nossos dias geralmente começam com uma longa caminhada pelas montanhas para chegar aos locais de amostragem”, disse Drabon. “Às vezes temos a sorte de ter estradas de terra que nos aproximam. No local, estudamos detalhadamente as estruturas nas rochas ao longo da camada do evento de impacto e usamos marretas para extrair amostras para análise posterior em laboratório.”
As camadas de rocha firmemente imprensadas preservaram uma linha do tempo mineral que permitiu aos pesquisadores reconstruir o que aconteceu quando o meteorito S2 atingiu.
Ondas de destruição
O meteorito S2 tinha entre 37 e 58 quilômetros de diâmetro quando atingiu o planeta. Os efeitos foram rápidos e ferozes, disse Drabon.
“Imagine-se na costa de Cape Cod, em uma plataforma de águas rasas”, disse Drabon. “É um ambiente de baixa energia, sem correntes fortes. Então, de repente, você tem um tsunami gigante, varrendo e destruindo o fundo do mar.”
O tsunami varreu o globo e o calor do impacto foi tão intenso que ferveu na camada superior do oceano. Quando os oceanos fervem e evaporam, formam sais como os observados nas rochas logo após o impacto, disse Drabon.
A poeira injetada na atmosfera pelo impacto escureceu os céus em poucas horas, mesmo no lado oposto do planeta. A atmosfera esquentou e a espessa nuvem de poeira impediu que os micróbios convertessem a luz solar em energia. Qualquer vida em terra ou em águas rasas teria sentido os efeitos adversos imediatamente, e esses efeitos teriam persistido de alguns anos a décadas.
Eventualmente, a chuva teria trazido de volta as camadas superiores do oceano e a poeira baixou.
Mas o ambiente oceânico profundo era outra história. O tsunami agitou elementos como o ferro e os trouxe à superfície. Enquanto isso, a erosão ajudou a levar os detritos costeiros para o mar e liberou o fósforo do meteorito. A análise de laboratório mostrou um aumento na presença de organismos unicelulares que se alimentam de ferro e fósforo imediatamente após o impacto.
A vida se recuperou rapidamente e depois prosperou, disse Drabon.
“Antes do impacto, havia alguma, mas não muita, vida nos oceanos devido à falta de nutrientes e doadores de elétrons, como o ferro, nas águas rasas”, disse ela. “O impacto liberou nutrientes essenciais, como o fósforo, em escala global. Um estudante chamou apropriadamente esse impacto de “bomba de fertilizante”. No geral, esta é uma notícia muito boa para a evolução da vida primitiva na Terra, uma vez que os impactos teriam sido muito mais frequentes durante as fases iniciais da evolução da vida do que são hoje.”
Como a Terra responde a ataques diretos
Os impactos dos asteróides S2 e Chicxulub tiveram consequências diferentes devido aos respectivos tamanhos das rochas espaciais e ao estágio em que o planeta se encontrava quando cada uma delas atingiu, disse Drabon.
O impactador Chicxulub atingiu uma plataforma carbonática na Terra, que liberou enxofre na atmosfera. As emissões formaram aerossóis que causaram uma queda acentuada e extrema nas temperaturas da superfície.
E embora ambos os impactos tenham causado mortes significativas, microrganismos resistentes e dependentes da luz solar em águas rasas teriam se recuperado rapidamente após o impacto S2, uma vez que os oceanos voltassem a se encher e a poeira assentasse, disse Drabon.
“A vida durante a época do impacto do S2 era muito mais simples”, disse ela. “Considere escovar os dentes de manhã: você pode eliminar 99,9% das bactérias, mas à noite elas retornaram.
Ben Weiss, professor Robert R. Shrock de Ciências da Terra e Planetárias no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, ficou intrigado com as observações geológicas dos leitos de esférulas no artigo, que ele acredita estarem permitindo aos pesquisadores explorar o antigo registro de impacto da Terra da mesma forma que os astrônomos pode estudar as superfícies de planetas como Marte. Weiss não esteve envolvido no estudo.
Esférulas podem ser vistas nesta amostra retirada de outro impacto de meteorito. (Nadja Drabon/Universidade de Harvard via CNN Newsource)
“Não há crateras de impacto preservadas na Terra hoje que cheguem perto em tamanho do que foi inferido como tendo produzido as rochas aqui estudadas”, disse Weiss. “É claro que o que há de especial no nosso registo é que, por mais fragmentado e incompleto que seja, é o único registo que podemos atualmente estudar em detalhe que nos pode dizer sobre os efeitos dos impactos na evolução inicial da vida. É também impressionante que, apesar da natureza muito local destas observações (afloramentos numa pequena região na África do Sul), possamos começar a compreender algo sobre a natureza global destes eventos de impacto gigante.”
As rochas nas montanhas Barberton Makhonjwa estão abrindo uma nova linha de pesquisa sobre a história dos impactos da Terra para Drabon e seus colegas.
“Nosso objetivo é determinar quão comuns foram essas mudanças ambientais e respostas biológicas após outros eventos de impacto no início da história da Terra”, disse ela. “Como o efeito de cada impacto depende de vários fatores, queremos avaliar com que frequência ocorreram esses efeitos positivos e negativos na vida.”
