Американские и канадские палеонтологи и астробиологи независимо обнаружили следы органических остатков внутри стекла импактитов – горных пород, сформировавшихся при сверхскоростном ударе метеорита о Землю. Эта находка открывает новые возможности для поиска следов жизни на других планетах, полагают ученые.
Формировавшиеся на протяжении 12 млн лет, с миоцена по голоцен, лессовые отложения южноамериканских степей содержат большое количество следов падения метеоритов и, в том числе, кусочков импактного стекла. Внутри некоторых из них П.Шульц (P. Schultz) из университета Брауна в Род-Айленде и его коллеги обнаружили следы древней растительности аргентинских пампасов.
Микрофотография фантомов листьев, сохраненных в импактном стекле, Shultz P., et al, «Preserved flora and organics in impact melt breccias», Geology, online April 15, 2014, doi: 10.1130/G35343.1
«Как оказалось, состав большей части визуально наблюдаемого «растительного материала» весьма похож на состав самого ударного стекла, – отметил профессор П. Шульц. – Все происходило очень быстро, и, вероятно, из-за кратковременного воздействия высоких температур растительный материал испарялся, заместившись стеклом». Между тем образовавшиеся в результате сверхскоростного удара импактиты действительно «могут сохранить в себе компоненты экосистем, существовавших в месте и времени космической коллизии», пишут авторы работы в своей статье. Более того, как показали исследования, сохранившаяся внутри метеоритного стекла «трава» по своему внешнему виду и структуре очень похожа на ту, что и сейчас растет в пампе. «Мы постоянно встречали такие микрообразования в импактных стеклах Аргентины: некоторые из них выглядели как закорючки, а другие – как веточки», - сказал профессор. Хотя первоначально мы думали, что эти включения могут быть какими-то кристалликами, но изучение их морфологии свидетельствовало о наличии в них морфологических элементов, характерных для современной травы пампы.
Чтобы подтвердить неожиданную возможность сохранения органики в породах ударного высокотемпературного метаморфизма, ученые провели следующий эксперимент. Они нагревали в печи при разных температурах в течение 10, 60 и 300 секунд смесь образцов пампасной травы и растертых в порошок импактитов. Оказалось, что в том случае, когда температура была менее 1500 градусов Цельсия, трава всегда обугливалась, а при T> 15000C, в ряде случаев расплавившийся импактитовый порошок сохранил в себе фрагменты органики. Шульц склонен объяснить загадку феномена «стеклянных листьев» тем, что при высокой температуре растительный материал интенсивно испарялся по краям, и получающийся водяной пар образовывал защитную прослойку, предохраняя ткани растений от обугливания и позволяя им сохраниться внутри спекаемого стекла.
Поговорим теперь немного о других крайне интересных исследованиях – недавнем детальном изучении импактных стекол метеоритного кратера Риз (Ries), Германия. Работа была выполнена командой ученых из Канады и Англии. Они провели комплексные исследования выявленных ими интересных микро-трубчатых включений методами оптической и растровой электронной, энерго-дисперсионной рентгеновской и Фурье ИК-спектроскопии.
Странные трубчатые структуры, которые, как полагают, создаются в импактном стекле микробами за временя остывания кратера. Sapers, H., et al, “Enigmatic tubular features in impact glass,” Geology, online April 10, 2014, doi: 10.1130/G35293.1
При внимательном изучении импактного стекла из немецкого кратера, ученые заметили загадочные трубчатые образования, которые свободно струились по всему материалу, порой образуя красивые витки и ветки. Хотя эти структуры первоначально рассматривались как продукт своеобразной кристаллизации стекла, они характеризовались многими некристаллическими свойствами. Этот факт в сочетании с установленным присутствием органических молекул позволяет предположить, что эти занятные образования не могут быть сформированы посредством чисто абиотических процессов. Простейшее и наиболее последовательное объяснение полученных данных, по мнению исследователей, заключается в том, что в формировании трубчатых текстур в стеклах Ries определенную роль играла микробиологическая активность, процветающая, вероятно, в период постимпактной гидротермальной проработки импактитов. Сами же трубчатые образования являются своеобразными окаменелостями продуктов жизнедеятельности древних микробов, они близки подобным структурам, замеченным в других древних стеклах, найденных на дне океана.
«Они представляют собой своеобразный микробный след, - сказал астробиолог Хейли Саперс из университета Западного Онтарио в Канаде, - и отвечают процессу «туннелирования» микробов через стекло». Он и его коллеги считают, что после удара астероида площадь астроблемы была подвергнута высокотемпературной стерилизации. В течении геологического времени происходило постепенное охлаждение района импактного события, но остаточное тепло может сохраняться достаточно долго, поддерживая благоприятную для развития микробов температуру около 150 градусов по Фаренгейту (65.6°C) в течение 10000 лет. В работе отмечается, что исследуемое импактное стекло обнаруживает следы длительного существования под водой в условиях аналогичных тем, при которых сформировались высокотемпературные водные экосистемы подобные современным, таким как Yellowstone.
Авторы описанных выше публикаций приходят к единому мнению: поскольку импактное стекло является вездесущим минеральным образованием космических объектов всей Солнечной системы и, скорее всего, присутствовало в значительном количестве на ранней Земле, то сохранение следов биологической активности в «ударном стекле» может иметь важное значение для поиска жизни на ранней Земле и других планетах.
В заключение отметим, что специалисты NASA также проанализировали химический состав органических включений в «ударных стеклах» и обнаружили там полициклические ароматические углеводороды и другие молекулы, несомненно, биологического происхождения. «Я была удивлена, увидев, какое количество органических соединений сохранилось, – заявила доктор Кэти Томас-Кепрта из Космического центра имени Линдона Джонсона. – Мы планируем изучить возможность сохранения микробов в импактитах и собрать соответствующие образцы на Марсе».
На Красной планете достаточно лесса для формирования множества импактитов, отмечает BBC. Они вполне могут встретиться марсоходам внутри крупных ударных кратеров. И, хотя нет никакой надежды найти в них остатки растений или животных, но органические соединения из микробных сообществ теоретически могут быть в них обнаружены.
Издательско-выставочный центр ВСЕГЕИ
Источник (и): http://vk.com/wall-27662495_17410
http://geology.gsapubs.org/content/early/2014/04/08/G35293.1.abstract
http://geology.gsapubs.org/content/early/2014/04/14/G35343.1.abstract
http://geology.gsapubs.org/content/early/2014/04/08/G35293.1.abstract#aff-2
