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恐龙灭绝后,撞击坑留下了一个蒸腾的大锅

2021-10-14 08:50:18来源:

Chicxulub撞击火山口及其海底喷口的热液系统三维剖视图。该系统具有隐藏微生物生命的潜力。

一项新的研究表明,在与6600万年前的恐龙灭绝有关的灾难性撞击事件发生后,Chicxulub撞击坑可能藏有一个庞大且寿命长的热液系统。

Chicxulub撞击坑直径约180公里,是地球上保存最完好的大型撞击结构,也是探索若干与撞击有关的现象的目标。2016年,在国际海洋发现计划和国际大陆科学钻探计划的支持下,一个研究小组钻入了火山口,到达了现代海床以下1,335米(4,380英尺)的深度。研究小组回收了岩心样本,可用于研究撞击造成的地壳的热化学变化。核心样本显示,该火山口拥有一个广泛的热液系统,该系统以化学和矿物学的方式修饰了超过100,000立方公里的地壳。

主要作者是大学空间研究协会的月球与行星研究所(LPI)的戴维·克林(David Kring)解释说:“想象一下海底的黄石破火山口,但是它是由于巨大的撞击事件而导致灭绝的巨大的几倍,产生的。恐龙。”

研究小组发现证据表明,地下河水被加热并向上冲向撞击坑底部与尤卡坦海底之间的边界。热水在大约3公里厚的撞击产生的岩浆池的边缘流动,并渗入破裂的岩石中,并上升到海底,并排入海中。热水系统在海底隆起的山脉中特别强烈,这些山脉围绕着火山口的中心形成了一个直径为90公里的环。从该峰环中回收的岩心被化石热液管道横切,该管道内衬有多种颜色的矿物质,其中一些矿物质足够适当,呈火红橙色。当流体在岩石中穿行时,将有近二十种矿物质从岩石中沉淀出来,从而取代了岩石的原始矿物质。

火山口的峰环由破碎的花岗岩状岩石组成,这些岩石因撞击而从约10公里的深度升起。那些岩石被多孔且可渗透的冲击碎屑所覆盖。两个岩石单元均受热液系统的影响。LPI前博士后研究员Martin Schmieder解释说:“热流体的变化在可渗透的冲击碎屑中最为剧烈,但是在整个岩心中发现了表明高温的石榴石晶体,”他最近在新乌尔姆大学(Neu-Ulm University)担任新职位。在德国。

在新岩心中发现的矿物表明,热液系统最初非常热,温度为300至400℃。°如此高的温度表明,该系统将花费很长时间冷却。该小组使用地磁极性时钟确定了冷却时间。“我们的结果表明,长寿热液系统产生的化学反应在Chicxulub火山口中产生了微小的磁性矿物。这些矿物质形成时似乎记录了地球磁场的变化。他们的磁性记忆表明,火山口内的热液活动至少持续了15万年。”斯坦福大学的合著者Sonia Tikoo说。

热液系统寿命长的进一步证据来自海底放空的结果,即海底沉积物中锰含量异常高。亚利桑那州立大学的合著者Axel Wittmann解释说:“与海洋中部的山脊相似,从海洋撞击坑喷出的气体产生的热液羽流含有溶解且缓慢氧化的锰,与背景浓度相比,生成后的富集度高达十倍。在Chicxulub影响了210万年的沉积物。”

克林说,尽管这次探险只在一个地方利用了热液系统,“结果表明,在峰环上有一串约300公里长的热水喷口,随着冲击熔体的冷却,更多的喷口散布在火山口的地面上。重要的是,这样的热液系统可能为微生物生活提供了栖息地。”黄石的火山热液系统富含微生物,暗示产生冲击的热水系统具有相同的生物潜力。克林格总结说:“我们对来自潜在深层地球栖息地的探险队岩心的研究为生命假说的起源提供了更多证据。生活可能已经在撞击坑中进化了。”

Chicxulub热液系统的范围和寿命表明,地球历史早期产生冲击的系统可能为生命提供了利基。成千上万的此类系统是在超过38亿年前的冲击轰炸期间生产的。随着每个系统的冷却,它会提供一个环境,该环境富含适合嗜热和超嗜热生物的材料。

参考:David A. Kring,Sonia M. Tikoo,Martin Schmieder,Ulrich Riller,Mario Rebolledo-Vieyra,Sarah L. Simpson,Gordon R. Osinski,JérômeGattacceca,Axel Wittmann,克里斯蒂娜(Christina)撰写的“探测Chicxulub撞击坑的水热系统” M. Verhagen,Charles S.Cockell,Marco JL Coolen,Fred J.Longstaffe,Sean PS Gulick,Joanna V.Morgan,Timothy J.Bralower,Elise Chenot,Gail L.Christeson,Philippe Claeys,LudovicFerrière,Catalina Gebhardt,Kazuhisa Goto,Sophie L.Green,Heather Jones,Johanna Lofi,Christopher M.Lowery,Ruben Ocampo-Torres,Ligia Perez-Cruz,Annemarie E.Pickersgill,Michael H.Poelchau,Auriol SP Rae,Cornelia Rasmussen,Honami Sato,Jan Smit ,直角富冈(Naotaka Tomioka),海梅·乌鲁蒂亚·富古乔(Jaime Urrutia-Fucugauchi),迈克尔·T·沃伦(Michael T.
10.1126 / sciadv.aaz3053

这项研究是由美国国家科学基金会资助的。

研究贡献者的完整列表:David A.Kring,Sonia M.Tikoo,Martin Schmieder,Ulrich Riller,Mario Rebolledo-Vieyra,Sarah L.Simpson,Gordon R.Osinski,JérômeGattacceca,Axel Wittmann,Christina M.Verhagen,Charles S.Cockell,Marco JL Coolen ,Fred J. Longstaffe,Sean PS Gulick,Joanna V. Morgan,Timothy J. Bralower,Elise Chenot,Gail L. Christeson,Philippe Claeys,LudovicFerrière,Catalina Gebhardt,Kazuhisa Goto,Sophie L. Green,Heather Jones,JohannaLofi,克里斯托弗·L·洛里(Christopher M.肖和山口晃成(Kosei E. Yamaguchi)。