En internationell studie ledd av forskare vid Macquarie University har avslöjat de sätt på vilka gigantiska meteoritnedslag kan ha hjälpt till att kickstarta vår planets globala tektoniska processer och magnetfält. Studien, publiceras i den främsta tidskriften Naturgeovetenskap , utforskar effekten av meteoritbombardement, i geodynamiska simuleringar av den tidiga jorden.

"Våra resultat tyder på att gigantiska meteoritnedslag i det förflutna kunde ha utlöst händelser där den fasta yttre delen av jorden sjunker ner i den djupare manteln vid havsgraven – en process som kallas subduktion. Detta skulle effektivt ha återvunnit stora delar av jordens yta, drastiskt förändra planetens geografi, " förklarade huvudförfattaren docent Craig O'Neill från Macquarie University.

"Stora nedslagshändelser kan också ha fått igång jordens magnetfält genom att trigga planetens kalla yttre skorpa att plötsligt röra sig nedåt och interagera med jordens yttre kärna. Detta påverkar konvektion i kärnan, och därmed geodynamo – processen som skapar jordens magnetfält, " han lade till.

Hittills, det finns fortfarande inga tydliga bevis för att visa huruvida plattektoniken fungerade i jordens tidiga historia, med de första 500 miljoner åren av vår planets liv, kallad Hadean, ofta dubbat som jordens geologiska mörka medelålder. Den lilla skorpan som har bevarats från denna svårfångade period – mestadels enstaka korn av ett mineral som kallas zirkon – har använts för att argumentera för tidig tektonisk aktivitet. Dock, detta står i strid med geokemiska data och geodynamiska simuleringar, som tyder på att jorden istället kan ha haft ett orörligt 'lock' på sin yta – i motsats till den aktivt rörliga kombinationen av plattor vi ser idag.

"Vi vet att meteoritnedslag hade en enorm effekt på det inre solsystemet vid denna tid, " säger docent O'Neill, "du behöver bara titta på månen för att se det. Det som inte är klart var hur vår egen inverkanshistoria kan ha påverkat planetens evolution."

"Vi har sett bevis på viss geologisk aktivitet som tyder på att något som subduktion verkade på den tidiga jorden – men detta är svårt att förena med andra geodynamiska simuleringar. Men om vi betraktar jorden som en del av ett tidigt utvecklande solsystem, i motsats till att bara titta på planeten isolerat, då börjar den här utvecklingen bli mer vettig, " han lade till.

O'Neill noterar också att medan magnetfältet under mycket av jordens antika historia har varit ganska lågt, men nyare arbeten har föreslagit att fältstyrkor upp till dagens värden existerade för cirka 4,0-4,1 miljarder år sedan.

"Detta är en väldigt viktig ålder i det inre solsystemet. Påverkande studier har föreslagit en stor störning i asteroidpopulationerna vid denna tid, med kanske ett stort uppsving i påverkan på jorden. Våra simuleringar visar att större mängder meteoritkollisioner med planeten runt denna tid kunde ha drivit subduktionsprocessen, förklarar bildandet av många zirkoner runt denna period, såväl som ökningen av magnetfältstyrkan."

Övergripande, studien lägger till bevis för att meteoritnedslag sannolikt hade en roll i bildningen av jorden som vi känner till idag.

"Detta arbete visar att det finns ett starkt samband mellan effekter och geofysisk evolution som kan drastiskt förändra en planets evolution, " sa medförfattaren Dr Simone Marchi från Southwest Research Institute i USA.

"Man måste undra, hur mycket av den nuvarande jorden, och andra jordiska planeter, är resultatet av kollisioner som ägde rum för evigheter sedan?" avslutade Dr Marchi.