L’asteroide che ha causato l’estinzione dei dinosauri potrebbe aver alimentato la vita sotterranea per 8 milioni di anni.

L’asteroide che causò l’estinzione dei dinosauri creò anche un ambiente sotterraneo adatto a sostenere nuove forme di vita, e nuove ricerche suggeriscono che tale ambiente sia perdurato per milioni di anni in più di quanto si pensasse in precedenza.

La scoperta ha sorpreso il team internazionale di ricercatori che l’ha condotta, i quali sono giunti a queste conclusioni combinando nuove e sofisticate analisi di campioni prelevati dal cratere di Chicxulub, in Messico, con la modellazione computerizzata degli effetti geologici dell’impatto dell’asteroide che ha formato il cratere 66 milioni di anni fa.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Communications Earth & Environment , getta nuova luce su come la vita potrebbe essersi sviluppata per la prima volta in sistemi idrotermali nelle fasi più antiche della storia della Terra e potrebbe contribuire a orientare la ricerca di vita su altri pianeti.

Nonostante la devastazione causata dall’impatto dell’asteroide sulla superficie, l’immenso calore ha unito rocce fratturate e acqua calda nel sottosuolo, creando un sistema idrotermale sotto il cratere. I ricercatori forniscono prove che il sistema è persistito per almeno 8 milioni di anni, circa quattro volte più a lungo delle stime precedenti, rendendolo il sistema idrotermale generato da un impatto più longevo finora documentato.

Come il cratere è diventato abitabile

Il cratere di Chicxulub si è formato circa 66 milioni di anni fa, quando un asteroide colpì la penisola dello Yucatán, in Messico. L’impatto dell’asteroide, largo 10 chilometri, fu catastrofico e scatenò un evento di estinzione di massa che spazzò via circa tre quarti della flora e della fauna del pianeta, compresi tutti i dinosauri non aviani.

L’impatto ha lasciato un cratere di quasi 200 chilometri di diametro e la sua forza distruttiva si è propagata in profondità nella crosta terrestre. In quell’ambiente violento, le rocce fuse dall’impatto si sono mescolate con l’acqua di mare del Golfo del Messico, creando un materiale poroso contenente innumerevoli minuscole sacche d’acqua riscaldate dall’impatto stesso: condizioni ideali per la sopravvivenza della vita microbica.

Nel 2016, un team di scienziati si è recato al cratere per perforare l’anello superiore del cratere nell’ambito della Spedizione 364, organizzata dall’International Ocean Discovery Program e dall’International Continental Scientific Drilling Program. I campioni raccolti includevano un tipo di feldspato ricco di potassio, formatosi a seguito della circolazione di fluidi caldi dopo l’impatto.

La dottoressa Annemarie Pickersgill del SUERC (Centro per le Scienze Isotopiche) ha partecipato alla Spedizione 364. Presso il SUERC di East Kilbride, in Scozia, ha utilizzato una tecnica chiamata datazione argon-argon per determinare con precisione l’età dei campioni di feldspato.

L’analisi ha mostrato una gamma di età per i campioni di feldspato, dal momento dell’impatto 66 milioni di anni fa a circa 58 milioni di anni fa, ovvero un intervallo di 8 milioni di anni.

Il dottor Pickersgill ha affermato: “Ovunque sulla Terra si trovi acqua calda corrente, si trova la vita, e sappiamo da tempo che gli impatti di asteroidi creano sistemi idrotermali. Precedenti ricerche condotte all’inizio degli anni 2000 suggerivano che il sistema creato dall’impatto di Chicxulub fosse durato circa 2 milioni di anni. Tali risultati si basavano su modelli computerizzati che, anche all’epoca, erano considerati stime prudenti, ma siamo rimasti comunque sorpresi dai risultati della nostra ricerca.”

Modellazione di un sistema di durata maggiore

Utilizzando simulazioni computerizzate aggiornate basate sulle nuove scoperte, il team ha lavorato per identificare quali condizioni geologiche fossero più propense a produrre un sistema così longevo. Le simulazioni hanno modellato una serie di condizioni fisiche basate sui dati raccolti durante il progetto di perforazione, combinati con dati geologici più complessi sviluppati dagli scienziati nel periodo successivo alla modellazione iniziale, avvenuta vent’anni fa.

I risultati della modellazione indicano che una combinazione di elevata permeabilità della roccia, calore costante derivante dall’impatto e condizioni geotermiche naturali ha probabilmente contribuito alla persistenza del sistema per milioni di anni, in linea con l’arco temporale di 8 milioni di anni identificato dall’analisi dei feldspati.

Le scoperte del team potrebbero avere implicazioni per la comprensione da parte degli scienziati di come si è formata la vita sulla Terra primordiale e per la ricerca di vita su corpi planetari terrestri dove gli impatti di asteroidi sono stati molto più frequenti.

Il dottor Evangelos Christou, ex dottorando presso il College of Science & Engineering dell’Università di Glasgow, è coautore dell’articolo. Il suo lavoro si è concentrato sulle simulazioni idrodinamiche avanzate utilizzate dal team.

Ha affermato: “I progressi nei metodi computazionali consentono ai ricercatori di simulare sistemi naturali complessi con un realismo senza precedenti, avvicinandoci ulteriormente alla comprensione dei misteri dei processi fisici caotici che modellano la Terra e altri corpi planetari su scale temporali geologiche.

“Abbiamo sfruttato questi progressi per esplorare con un livello di dettaglio senza precedenti le complesse interazioni tra calore, composizione rocciosa e flusso d’acqua indotte dall’impatto di Chicxulub, consentendoci di studiare come i sistemi idrotermali si sono modificati nel tempo e di determinare per quanto tempo sono rimasti attivi al di sotto del cratere.”

Cosa significa per la vita altrove

Il dottor Pickersgill ha aggiunto: “Sappiamo che pianeti come Marte , che non godono della protezione di un’atmosfera densa come la Terra, hanno subito moltissimi impatti nel corso della loro storia. Ciò include periodi in cui l’acqua potrebbe essere stata molto più abbondante, e impatti di entità sufficiente avrebbero potuto favorire la formazione di sistemi idrotermali di lunga durata in grado di sostenere la vita.”

“Le rocce porose e fratturate create dagli impatti generano microambienti in cui i microrganismi possono essere protetti dalle radiazioni e dalle temperature estreme. Queste condizioni offrono alla vita la possibilità di attecchire e prosperare, ed è probabilmente ciò che è accaduto qui sulla Terra miliardi di anni fa.”

“Guardando al futuro dell’esplorazione spaziale, queste scoperte potrebbero aiutare le future missioni verso altri pianeti a determinare quali crateri da impatto avrebbero avuto maggiori probabilità di ospitare la vita.”

Hanno contribuito alla ricerca e sono stati coautori dell’articolo anche ricercatori dell’Università di Glasgow, della Purdue University, dell’Università del Texas a Austin, della Universities Space Research Association, dell’Università di Scienze Applicate HNU Neu-Ulm, dell’Imperial College di Londra, dell’Università del Western Ontario, dell’Università dell’Arizona, della Stanford University, dell’Arizona State University e dell’Università di St. Andrews.

Abstract

I sistemi idrotermali hanno probabilmente svolto un ruolo essenziale nell’origine della vita, sia sulla Terra che potenzialmente su altri pianeti. Si formano ovunque interagiscano calore e fluidi acquosi, inclusi i crateri da impatto ad altissima velocità in fase di raffreddamento. Periodi più lunghi di attività idrotermale generano finestre di opportunità estese per lo svolgimento di reazioni chimiche prebiotiche, lo sviluppo della vita e la proliferazione e la propagazione dei microrganismi oltre il loro punto di origine. In questo studio, presentiamo vincoli di età radioisotopici e simulazioni numeriche sulla durata dell’attività idrotermale post-impatto all’interno e intorno all’anello di picco della struttura da impatto di Chicxulub, risalente a 66 milioni di anni fa e con un diametro di circa 200 km. Abbiamo scoperto che l’attività idrotermale è persistita per almeno 8 milioni di anni (Myr), un periodo circa quattro volte più lungo di quanto stimato in precedenza da simulazioni numeriche, dati paleomagnetici e interpretazioni petrografiche a Chicxulub, rendendolo il sistema idrotermale generato da impatto più longevo documentato sulla Terra.

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