En ny studie avslöjar att Chicxulub-kratern kan ha hyst ett stort och långlivat hydrotermiskt system efter den katastrofala nedslagshändelsen kopplad till dinosauriernas utrotning för 66 miljoner år sedan.

Chicxulub nedslagskrater, ungefär 180 kilometer i diameter, är den bäst bevarade stora stötstrukturen på jorden och ett mål för utforskning av flera nedslagsrelaterade fenomen. 2016, ett forskarlag med stöd av International Ocean Discovery Program och International Continental Scientific Drilling Program som borrats i kratern, når ett djup av 1, 335 meter (> 1 kilometer) under dagens havsbotten. Teamet återvann bergkärnprover som kan användas för att studera den termiska och kemiska modifieringen av jordskorpan som orsakas av nedslaget. Kärnproverna visar att kratern var värd för ett omfattande hydrotermiskt system som kemiskt och mineralogiskt modifierade mer än 100, 000 kubikkilometer av jordskorpan.

Huvudförfattaren, Universities Space Research Associations David Kring vid Lunar and Planetary Institute (LPI), förklarar, "Föreställ dig en undervattens Yellowstone-caldera, men en som är flera gånger större och producerad av den häpnadsväckande nedslagshändelsen som resulterade i dinosauriernas utrotning."

Teamet hittade bevis på att underjordiska floder av vatten värmdes upp och drevs uppåt mot gränsen mellan nedslagskraterns botten och botten av Yucatánhavet. Det varma vattnet strömmade runt kanterna på en ungefär 3 kilometer tjock pool av stötgenererad magma, sipprat genom sprucket sten, och steg upp till havsbotten där det ventilerade ut i havet. Varmvattensystemet var särskilt intensivt i ett upplyft bergsområde på havsbotten som bildar en 90 kilometer i diameter ring runt kraterns mitt. Bergkärnan som återvinns från den toppringen är genomskuren av fossila hydrotermiska ledningar som är kantade med flerfärgade mineraler, vissa, lagom nog, en eldig röd-orange färg. Nästan två dussin mineraler föll ut från vätskorna när de strömmade genom berget, ersätter bergets ursprungliga mineraler.

Kraterns toppring består av spruckna granitliknande stenar som lyftes upp från ett djup av cirka 10 kilometer av nedslaget. Dessa stenar är täckta av poröst och permeabelt slagskräp. Båda bergenheterna påverkas av det hydrotermiska systemet. "Varmvätskeförändringen var mest kraftfull i det permeabla stötskräpet, men granatkristaller, indikerar höga temperaturer, hittades på olika nivåer i kärnan, " förklarar tidigare LPI-postdoktor Martin Schmieder som nyligen tillträdde en ny tjänst vid Neu-Ulm University i Tyskland.

Mineraler som identifierats i den nya bergkärnan indikerar att det hydrotermiska systemet från början var mycket varmt med temperaturer på 300 till 400 °C. Så höga temperaturer indikerar att systemet skulle ha tagit lång tid att svalna. Teamet bestämde nedkylningstiden med hjälp av en geomagnetisk polaritetsklocka. "Våra resultat tyder på att små magnetiska mineraler skapades i Chicxulub-kratern på grund av kemiska reaktioner som produceras av ett långlivat hydrotermiskt system. Dessa mineral verkar ha registrerat förändringar i jordens magnetfält när de bildades. Deras magnetiska minnen tyder på att hydrotermisk aktivitet i kratern kvarstod i minst 150, 000 år, säger medförfattaren Sonia Tikoo från Stanford University.

Ytterligare bevis för det hydrotermiska systemets livslängd kommer från en onormalt hög koncentration av mangan i havsbottensediment, resultatet av havsbottenventilering. Medförfattare Axel Wittmann från Arizona State University förklarar, "Liknande med åsar i mitten av havet, ventilering från marina nedslagskratrar genererar hydrotermiska plymer som innehåller löst och långsamt oxiderande mangan, som jämfört med bakgrundskoncentrationer producerade anrikningar upp till tio gånger i sediment efter kollisionen under 2,1 miljoner år vid Chicxulub."

Även om expeditionen bara tappade det hydrotermiska systemet på en plats, Kring säger "Resultaten tyder på att det fanns en cirka 300 kilometer lång rad varmvattenventiler på toppringen och ytterligare ventiler utspridda över kraterbotten när anslagssmältan kyldes. Viktigt, sådana hydrotermiska system kan ha tillhandahållit livsmiljöer för mikrobiellt liv." Yellowstones vulkaniska hydrotermiska system är rika på mikrobiella organismer och antyder att slaggenererade varmvattensystem har samma biologiska potential. Kring avslutar, "Vår studie av expeditionens klippkärna från en potentiell djup jordmiljö ger ytterligare bevis för hypotesen om inverkan-ursprunget för livet. Livet kan ha utvecklats i en nedslagskrater."

Omfattningen och livslängden för Chicxulubs hydrotermiska system tyder på att slaggenererade system tidigt i jordens historia kan ha gett nischer för liv. Tusentals av dessa typer av system producerades under en period av nedslagsbombardement för mer än 3,8 miljarder år sedan. När varje system kyldes, det skulle ha tillhandahållit en miljö rik på material lämpliga för termofila och hypertermofila organismer.