Kometer besøker det indre solsystemet, og drar uten å si farvel. Kanskje legger de igjen et spor av støv, og når jorden passerer gjennom det, får vi et ganske lysshow på nattehimmelen, i form av en meteorregn. På samme måte suser asteroider ofte forbi, selv om de ikke gir oss en pyroteknisk skjerm.
Noen ganger drar disse steinete inngriperne rett mot jorden. Og når de gjør det, kan resultatene være katastrofale, som da en asteroide traff jorden for rundt 66 millioner år siden, og utslettet dinosaurene og 75 % av livet på jorden. Andre ganger er det ikke fullt så katastrofalt, men likevel ødeleggende, som i ca. 2350 f.Kr., da rusk fra en komet i oppløsning kan ha forårsaket kollaps av et gammelt imperium.
Men uavhengig av alvorlighetsgraden av noen av disse individuelle hendelsene, er konklusjonen krystallklar: Jordens historie er sammenvevd med komme og gå av rombergarter. Bevisene er rundt oss, liksom.
Store nok steiner etterlater massive kratere, og selv om jorden er flink til å slette disse kratrene, blir forskerne stadig flinkere til å finne dem, noe som bevises av oppdagelsen av dinosaurens slutt Chicxulub nedslagskrater fra 66 mya. Og hvis mindre steiner faller til jorden i vår tid, kan de bli funnet sittende på overflaten, spesielt i ørkener, eller i Antarktis eller Arktis.
Forskere blir stadig flinkere til å finne kratere, selv når de er begravd under isen på Grønland. Det tidligere oppdagede Hiawatha-krateret er øverst til venstre, og et nyoppdaget krater er nær nede til høyre. Bildekreditt: J.A. MacGregor et. al. 2019.
Men hva med små, eldgamle mikrometeoritter? Har de ikke en historie å fortelle også? Selvfølgelig gjør de det, men det er vanskelig å tyde.
Solsystemet vårt har slått seg ned over tid. I tidligere epoker var det mer kaos, og flere steiner som suste rundt. I den fjerne fortiden må det ha vært flere jordformende påvirkninger, både enorme og katastrofale, og små og additive. Hvordan formet disse hendelsene livet på jorden?
Det spørsmålet fascinerer professor Birger Schmitz ved Lunds universitet i Sverige. Professor Schmitz tok sin postdoktor under Luis og Walter Alvarez, far og sønn-teamet som oppdaget det iridiumrike askelaget ved K-Pg grense . Dette laget var et resultat av den dinosaur-drepende asteroiden på dagens Yucatan-halvøya. Å finne det iridiumlaget var et sentralt bevis for alvorlighetsgraden av den påvirkningen.
Den hvite linjen markerer K-Pg-grensen i eksponert stein i Trinidad Lake State Park, Colorado. Bildekreditt: Av Modifisert av bruker:Geologyguy (lagt til en linje for å indikere grensen mellom kritt og paleogen) – Originalt bilde tatt og lastet opp av User:Nationalparks, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/ index.php?curid=42672785
Schmitz har fortsatt langs en lignende undersøkelseslinje i sin vitenskapelige karriere. I en nylig artikkel i Horizon, EU Research and Innovation Magazine, sa Schmitz: 'Før deres oppdagelse ble livets utvikling og jordens historie nesten alltid tenkt på som et lukket system,' sa prof. Schmitz. 'Jeg ble fascinert av å prøve å koble det som skjer i verdensrommet med det som skjer på jorden.'
Nå leter han etter bevis på eldgamle påvirkninger i liten skala. Siden ca. 1990 har professor Schmitz lett etter mikrometeorittnedslagsfossiler, og det hele startet i en kalksteinsbrudd i Sverige .
Det steinbruddet produserer gulvfliser, og når arbeidere finner mørke flekker i dem, kaster de dem i søppelområdet i steinbruddet. Men som det viser seg, er disse flekkene bevis på mikrometeoritter som traff jorden for rundt 470 millioner år siden. Professor Schmitz var medforfatter av a forskningsoppgave på disse mikrometeorittene i 2016.
Nå, når arbeidere ved steinbruddet finner fliser som ser ut til å inneholde en mikrometeoritt, varsler de prof. Schmitz. Omtrent fire-fem ganger i året finner de en slik flis, med en svart flekk noen centimeter på tvers. Opprinnelig trodde Schmitz at denne typen fossiliserte meteoritter kunne være tilstede i andre steinbrudd, men som det viser seg, er steinbruddet i Sverige spesielt.
Fossile meteoritter fra midten av den ordoviciske perioden, for rundt 460 millioner år siden, indikerer at jorden kan ha blitt truffet av rusk fra en asteroidekollisjon på den tiden. Bildekreditt – Birger Schmitz
Tid er nøkkelen. Sedimentet som til slutt blir til kalkstein må bygges sakte på bunnen av en vannmasse, over lang tid. Det gjør at flere mikrometeoritter kan bli innebygd i den.
Etter 10 år med å samle mikrometeorittfossiler fra steinbruddet, hadde Schmitz rundt 50 av dem; mye, tenkte han. Han gjorde noen beregninger, og tok mengden stein som arbeidere bryter hvert år, delt på antall mikrometeoritter som ble funnet. Resultatene var spennende: ifølge dette falt det rundt 100 ganger flere mikrometeoritter da kalksteinen ble dannet enn det er i dag.
Det umiddelbare spørsmålet som dukker opp er hvorfor? Hva skjedde med at de ble så mange mikrometeoritter?
'Det er ett svært sannsynlig scenario: at hvis noe eksploderer i verdensrommet og brytes opp i milliarder og milliarder av små biter - vel, det vi så i steinbruddet, er det akkurat det som ville skje,' sa Schmitz i en intervju .
En kunstners forestilling om en asteroidekollisjon, i beltet mellom Mars og Jupiter. Kreditt: NASA/JPL-Caltech
Prof. Schmitz og medarbeidere publiserte en papir i 2004 viser at disse mikrometeorittene ikke hadde vært eksponert i verdensrommet på lenge. I følge deres forskning hadde mikrometeorittene bare vært i verdensrommet i rundt én million år, noe som ikke er lenge i astronomiske termer. Beviset for dette var i effekten av kosmiske stråler på mikrometeorittfossilenes minerologi.
I det papiret skrev forfatterne at 'Veldig store kollisjoner i asteroidebeltet kan midlertidig føre til en betydelig økning i nedslagshastigheten av meteoritter på jorden. Banesimuleringer forutsier at fragmenter fra slike hendelser kan ankomme betydelig raskere enn de typiske transittidene for meteoritter som faller i dag, fordi i noen store nedslag overføres deler av ruskene direkte inn i en resonansbane med Jupiter. De konkluderte også med at 'De fossile meteorittene i Sør-Sverige har derfor sannsynligvis sin opprinnelse i det indre hovedasteroidebeltet.'
Å undersøke disse små mikrometeorittfossilene kan virke som langt unna å studere ting som Chicxulub-nedslaget som utslettet dinosaurene. Men en histories handling inneholder mer enn bare klimakset. Hele veien ble jorden formet av hendelser som kolliderende asteroider og den resulterende dusjen av mikrometeoritter.
Da en asteroide traff Yucatan-regionen for rundt 66 millioner år siden, utløste det utryddelsen av dinosaurene. Kreditt: NASA/Don Davis
Det måtte finnes en bedre måte enn å vente på at arbeidere ved steinbruddet skulle finne disse mikrometeorittene. Det var, og det sentrerte seg rundt kromitt , et ekstremt hardfør mineral som finnes i mikrometeoritter. 'Den er ekstremt motstandsdyktig, den overlever alt,' sa prof. Schmitz i intervjuet.
Så kom et vitenskapelig EU-prosjekt kalt Astrogeobiosfæren . 'Dette prosjektet vil utvikle bruken av relikt, utenomjordiske mineraler i arkeisk til kenozoisk langsomt dannede sedimenter som sporere av hendelser i solsystemet og kosmos, og for å tyde den mulige sammenhengen mellom slike hendelser og utviklingen av liv og miljøendringer på jorden.' sier prosjektets hjemmeside.
Men å finne sporene i all den steinen ville vært en enorm mengde arbeid. Først og fremst tok Schmitz 5 kg stein og løste den opp i syre, og fant 10 bittesmå fragmenter av utenomjordisk kromitt. Schmitz og teamet hans gjorde dette flere ganger ved forskjellige strtrigrafiske lag av steinbruddet. De fant at rundt 466 mya var det en enorm økning i mengden utenomjordisk kromitt i bergarten.
Et bilde av en meteoritt fra steinbruddet i Sverige. Den er 8 × 6,5 × 2? cm stor. Den er omgitt av en grå reduksjonsglorie, i den ellers røde kalksteinen. Oksygen ble konsumert da meteoritten forvitret på havbunnen. Mynten på bildet har en diameter på 2,5?cm. Bildekreditt: Schmitz et al, 2016.
I 2019, Schmitz og hans kolleger publiserte en artikkel presentere sine resultater. Disse små kromittkornene inne i mikrometeorittfossiler fortalte historien sin. I følge Schmitz og de andre forfatterne av denne artikkelen, 'Ekstraordinære mengder støv i hele det indre solsystemet i løpet av >2 Ma etter L-kondritens oppløsning avkjølte jorden og utløste ordoviciske ishusforhold, havnivåfall og store faunautskiftninger relatert til de Stor begivenhet for biologisk diversifisering i ordovicium .'
Så disse bittesmå mikrometeorittfossilene som ble funnet ved et uhell i et svensk kalksteinbrudd er restene av en hendelse i verdensrommet for hundrevis av millioner av år siden som sannsynligvis formet livets gang på jorden.
Arbeidet fortsatte. Schmitz har løst opp ytterligere 20 tonn steinbrudd i syre, men fra en rekke steinbrudd i stedet for et enkelt steinbrudd. Hver av prøvene representerer en annen periode i jordens dype fortid. Schmitz ønsker å kunne kartlegge hvordan ankomsten av romstøv på jorden har endret seg over tid.
Det arbeidet er gjort, men resultatene vil ikke bli publisert på en stund ennå. Schmidt sier at disse mikrometeorittene kontinuerlig avslører nye bevis på jordens fortid. '(Mange av) disse meteorittene er like forskjellige fra meteorittene som faller i dag som noen av dyrene som levde på den tiden sammenlignes med dagens dyr,' sa Schmitz til Horizon.
Det blå marmorbildet av jorden fra Apollo 17. Fjerne hendelser i solsystemet har formet livets gang på jorden i fortiden, og vil i fremtiden. Hva kan vi gjøre med det? Kreditt: NASA
Mens vi sliter med å håndtere vår egen nyvunne kraft til å forme jordens klima, legger krefter utenfor vår kontroll sin egen agenda på hendelser. Det har skjedd flere ganger tidligere, og hendelser i verdensrommet kan ha ført til undergang av tidlige imperier . Og vi har fortsatt ikke en integrert historie om alle disse hendelsene, både på jorden og i verdensrommet.
Men med arbeid som Schmitz, kommer vi nærmere og nærmere.
Schmitz sitt arbeid kan alle se inn i fortiden, og det er fascinerende. Men det peker også mot fremtiden. Det viser at vi er prisgitt fjerne hendelser i verdensrommet som lander på dørstokken vår.
Vi kan sitte her på jorden og håpe og gripe perlene våre, eller vi kan forberede .
Mer:
- Horisontartikkel: Romstøvfossiler gir et nytt vindu mot jordens fortid
- Forskningsoppgave: En utenomjordisk utløser for den midt-ordoviciske istiden: Støv fra oppløsningen av L-kondrittens foreldrekropp
- Universet i dag: Denne sommerens Asteroide Near-Miss hjalp Greenlight NASAs NEOCam-oppdrag for å søke himmelen etter Killer Spacerocks