Zamana Karşı Yarış: Dünyanın En Eski Çarpma Kraterleri Kayboluyor

Zamana Karşı Yarış: Dünyanın En Eski Çarpma Kraterleri Kayboluyor
Zamana Karşı Yarış: Dünyanın En Eski Çarpma Kraterleri Kayboluyor
Geology of Vredefort Impact Structure

Çarpma kraterleri ve bunların daha geniş yapıları, bir hedef tahtası gibi bir jeolojik haritada görülebilir. Ancak yapının en dış kenarlarında hangi jeofizik izler kalır? Kredi: Huber ve ark. (2023), Journal of Geophysical Research: Planets

Dünyanın en erken tarihi, jeologlar için hâlâ gizemler barındırıyor ve antik kraterler bazı cevaplar sağlayabilir. Bilim adamları onları bulmak için zamanla yarışıyor.{8 }

Dünyanın en eski kraterleri, bilim insanlarına erken Dünya’nın yapısı ve güneş sistemindeki cisimlerin bileşimi hakkında hayati bilgiler vermenin yanı sıra diğer gezegenlerdeki krater kayıtlarını yorumlama konusunda fikir verme potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, bu eski kraterler, jeologlar için anlaşılması zor olmaya devam ediyor ve yakın tarihli bir araştırmanın öne sürdüğü gibi, asla bulunmayabilir. Bu çalışma 1 Ağustos 2023’te AGÜ’nün Güneş Sistemimizin içindeki ve ötesindeki gezegenlerin, ayların ve nesnelerin oluşumu ve evrimi üzerine araştırma yapan yetkili dergisi Journal of Geophysical Research Planets’te yayınlandı.

Zor Kanıt

Jeologlar, 3,5 milyar yıldan uzun bir süre öncesine ait ejecta (çarpmanın çok uzağına savrulan malzeme), erimiş kayalar ve yüksek basınçlı mineraller gibi etkilere dair kanıtlar buldular. Ancak çok uzun zaman önceki gerçek kraterler belirsizliğini koruyor. Bilim adamlarının bu büyük kraterler olarak adlandırdıkları, gezegenin bilinen en eski çarpma yapıları sadece yaklaşık 2 milyar yaşında. İki buçuk milyar yıllık mega kraterleri kaçırıyoruz.

Zaman ve Erozyon

Matthew’e göre, boşluktan zamanın sabit akışı ve amansız erozyon süreci sorumludur. Güney Afrika’daki Western Cape Üniversitesi’nde çarpma yapılarını inceleyen ve yeni çalışmayı yöneten bir gezegen bilimcisi olan S. Huber.

“Sahip olduğumuz eski yapıların hiç korunmamış olması neredeyse bir şans. dedi Huber. “Daha eski kraterlere sahip olsaydık cevaplayabileceğimiz pek çok soru var. Ama bu jeolojideki normal hikayedir. Mevcut olanlardan bir hikaye çıkarmalıyız.”

Crater Process

Bir “mega krater” nasıl yapılır? Huber et al. bulmak. Kaynak: Bevan M. French/David A. Kring/LPI/UA, USRA tarafından sağlanmıştır.

Gizli Kraterleri Keşfetme

Jeologlar bazen jeofizik araçları kullanarak gizli, gömülü kraterleri tespit edebilir, Sismik görüntüleme veya yerçekimi haritalaması gibi. Potansiyel çarpma yapılarını belirledikten sonra, çarpma işleminin varlığını doğrulamak için püskürme ve çarpma mineralleri gibi fiziksel kalıntılarını arayabilirler.

Erozyonun Kraterler Üzerindeki Etkisi

Büyük Huber ve ekibinin sorusu, kalan son jeofizik izler kaybolmadan önce bir kraterin ne kadarının erozyonla süpürülebileceğiydi. Jeofizikçiler, 10 kilometrelik (6,2 mil) dikey erozyonun en büyük çarpma yapılarını bile silebileceğini öne sürdüler, ancak bu eşik sahada hiç test edilmemişti.

Vredefort Krateri Çalışması

Bulmak için Araştırmacılar, gezegenin bilinen en eski çarpma yapılarından birini kazdılar: Güney Afrika’daki Vredefort krateri. Yapı, yaklaşık 300 kilometre (186 mil) çapındadır ve yaklaşık 2 milyar yıl önce, yaklaşık 20 kilometre (12,4 mil) çapındaki bir çarpan gezegene çarptığında oluşmuştur.

Vredefort Crater Gavity Slope

Yerçekimi eğimi kraterin merkezinin çevresinde hafif bir hedef tahtası deseni görünüyor, ancak daha uzakta, sinyal zamanla kayboluyor. Kredi: Huber ve ark. (2023), JGR Planets

Jeolojik Değişiklikler ve Erozyon

Çarpıcı öyle bir enerjiyle çarptı ki, çarpmanın meydana geldiği yerde kabuk ve manto yükseldi ve geriye uzun vadeli bir kubbe bıraktı. Merkezden daha uzakta, kaya sırtları çıkıntı yapıyor, mineraller dönüşüyor ve kayalar eridi. Ve sonra zaman, iki milyar yılda yüzeyden yaklaşık 10 kilometre (6,2 mil) aşağı aşınarak kendi rotasını aldı.

Mevcut Etki Kalıntıları

Bugün, yüzeyde kalan tek şey, Johannesburg’un güneybatısında, yapının merkezini belirleyen alçak tepelerin yarım dairesi ve bazı daha küçük, belirgin çarpma işaretleri. Mantonun yükselmesinin neden olduğu hedef tahtası, yerçekimi haritalarında görünür, ancak merkezin ötesinde, etkinin jeofiziksel kanıtı eksiktir.

“Bu model, hâlâ tespit edilebilen son jeofizik işaretlerden biridir. ve bu yalnızca en büyük ölçekli etki yapıları için olur,” dedi Huber. Yapının yalnızca en derin katmanları kaldığından, diğer jeofizik izler kaybolmuştur.

Ama sorun değil, çünkü Huber bu derin katmanların hem mineralojik hem de jeofizik açıdan eski etkileri kaydetmek için ne kadar güvenilir olduğunu bilmek istiyordu. .

Araştırma Metodolojisi

“Erozyon, bu yapıların tepeden tırnağa kaybolmasına neden olur,” dedi Huber. “Böylece aşağıdan yukarıya doğru gittik.”

Araştırmacılar, 22 kilometrelik (13,7 mil) bir kesit boyunca kaya çekirdeklerinden örnekler aldılar ve fiziksel özelliklerini analiz ederek, etkilenenler arasındaki yoğunluk, gözeneklilik ve mineraloji farklılıklarını araştırdılar. ve etkilenmemiş kayalar. Ayrıca çarpma olayını ve bunun kaya ve mineral fiziği üzerindeki etkilerinin ne olacağını modellediler ve bunu numunelerinde gördükleriyle karşılaştırdılar.

Sonuçlar ve Bulgular

Buldukları şey, onlar için pek iç açıcı değildi. Dünyanın en eski kraterlerini aramak. Bir miktar darbe erimesi ve mineraller kalmış olsa da, Vredefort yapısının dış sırtlarındaki kayalar, jeofizik bir mercekle bakıldığında, etraflarındaki darbeye dayanıklı kayalardan esasen ayırt edilemezdi.

“Bizim çıkardığımız sonuç tam olarak bu değildi. bekliyorduk,” dedi Huber. “Farkın olduğu yerde, inanılmaz derecede sessizdi. Verileri gerçekten anlamlandırmamız biraz zaman aldı. On kilometrelik erozyon ve etkinin tüm jeofiziksel kanıtları, en büyük kraterlerde bile ortadan kayboluyor.” zamanında; çok daha fazla erozyon meydana gelirse, darbe yapısı kaybolacaktır. Huber, 2 milyar yıldan daha uzun bir süre öncesine ait gömülü çarpma yapılarını bulma ihtimalinin düşük olduğunu söyledi.

“Bugüne kadar korunan bir Archean çarpma kraterine sahip olmak için, gerçekten alışılmadık koruma koşulları yaşamış olması gerekirdi. dedi Huber. “Ama o zaman, Dünya alışılmadık koşullarla dolu. Bu nedenle, belki bir yerde beklenmedik bir şey vardır ve bu nedenle aramaya devam ediyoruz.”

Referans: “Arkean Çarpma Yapıları Keşfedilebilir mi? A Case Study From Earth’s Largest, Most Deeply Aşınmış Etki Yapısı” yazan M. S. Huber, E. Kovaleva, A.S.P. Rae, N. Tisato ve S.P.S. Gulick, 1 Ağustos 2023, Journal of Geophysical Research Planets.
DOI: 10.1029 /2022JE007721

Yazarlar:

  • Matthew S. Huber (ilgili yazar), Yer Bilimleri Bölümü, Western Cape Üniversitesi, Bellville, Güney Afrika
  • { 21}Kovaleva, Yer Bilimleri Bölümü, Western Cape Üniversitesi, Bellville, Güney Afrika; Helmholtz Center Potsdam, GFZ, Potsdam, Almanya

  • S.P. Rae, Yer Bilimleri Bölümü, Cambridge Üniversitesi, Cambridge, Birleşik Krallık
  • Tisato, Jeoloji Bilimleri Bölümü, Jackson Jeoloji Okulu, Texas Üniversitesi, Austin, Austin, TX, ABD; Gezegen Sistemleri Yaşanabilirlik Merkezi, Texas Üniversitesi, Austin, Austin, TX, ABD
  • P.S. Gulick, Jeolojik Bilimler Bölümü, Jackson Jeoloji Okulu, Texas Üniversitesi, Austin, Austin, TX, ABD; Gezegen Sistemleri Yaşanabilirlik Merkezi, Texas Üniversitesi, Austin, Austin, TX, ABD; Jeofizik Enstitüsü, Jackson Geoscience Okulu, Texas Üniversitesi, Austin, Austin, TX, ABD