La Terra e il corso della vita sul nostro pianeta sono stati plasmati dagli impatti. Gli scienziati hanno scoperto collegamenti tra impatti di grandi dimensioni e cambiamenti climatici che hanno modificato il pianeta per sempre. Ma più gli scienziati si addentrano nel passato per cercare di comprendere questi cambiamenti, più diventa difficile collegarli tra loro. I crateri da impatto non mantengono a lungo la loro forma sulla Terra. Quando esaminano i crateri antichi, i ricercatori hanno a che fare con strutture degradate che non rivelano tutti i segreti dell’impattatore. Le dimensioni dell’impattatore, l’angolo di impatto, la velocità e persino la composizione del materiale impattante possono modificare la forma di un cratere, rendendo difficile determinarne l’energia, e l’energia d’impatto è fondamentale per comprendere come gli impatti abbiano plasmato la vita sulla Terra.
Si ritiene che il cratere da impatto di Zhamanshin, in Kazakistan, sia l’evento di impatto iperveloce più recente. L’impattatore colpì la Terra circa 900.000 anni fa, durante il Pleistocene. Potrebbe aver causato un inverno nucleare, ma gli scienziati ritengono che non sia stato abbastanza potente da innescare un’estinzione di massa.
Il cratere di Zhamanshin è visibile in superficie e misura circa 14km di diametro. La convinzione che non sia stato abbastanza potente da causare conseguenze estreme si basa in gran parte sulle dimensioni del cratere. Ma una nuova ricerca sta mettendo in dubbio questa misurazione, il che a sua volta mette in dubbio gli effetti dell’impatto. L’impatto di Zhamanshin potrebbe aver innescato cambiamenti più profondi di quanto si pensasse?
Lo studio
La nuova ricerca è stata presentata al Planetary Science Journal ed è attualmente disponibile in preprint su arXiv. L’autore principale è James Garvin della Direzione Scienze ed Esplorazione del Goddard Space Flight Center della NASA.
Nell’ultimo milione di anni sono stati individuati diversi crateri da impatto complessi, tutti degradati in misura diversa dall’erosione. “Zhamanshin è la struttura da impatto complessa più giovane (< 0,90 milioni di anni) e probabilmente meglio conservata conosciuta nella storia geologica terrestre dell’ultimo milione di anni”, scrivono gli autori.
Potrebbe sembrare difficile sbagliare le dimensioni di un cratere da impatto, soprattutto uno formatosi solo 900.000 anni fa. Ma l’autore principale, Garvin, sostiene da anni che alcuni crateri, incluso Zhamanshin, siano in realtà crateri multi-anello, con anelli esterni distanti tra loro dagli anelli interni, facilmente visibili. Questi anelli non risaltano nelle immagini, ma possono essere rilevati con tecniche di telerilevamento come il LiDAR.
“Un’analisi volta a ridurre l’incertezza sulle dimensioni della struttura di Zhamanshin, utilizzando la topografia ad alta risoluzione, ha dimostrato che probabilmente ha generato un cratere multi-anello di circa 26,5km di diametro”, scrivono gli autori. “Si tratta di una dimensione almeno doppia rispetto alle migliori stime attuali“. I ricercatori hanno misurato l’altitudine di piccole cime nell’area circostante il cratere principale per determinarne le dimensioni degli anelli esterni. Hanno inoltre utilizzato cinque diversi tipi di modelli digitali di elevazione (DEM) derivati da dati LiDAR e altre fonti per determinare il diametro dell’intero cratere.
Calcolare l’energia d’impatto
Le dimensioni contano nei crateri perché sono direttamente collegate all’energia d’impatto. Se Zhamanshin fosse due volte più grande di quanto si pensasse, allora il suo impatto, la sua energia e i suoi effetti sulla Terra sarebbero stati di gran lunga più pronunciati.
“Utilizzando una gamma di dimensioni, velocità, composizioni e angoli d’impatto accettati per gli impattatori, tali impatti producono in genere energie cinetiche superiori a 240.000 megatoni (TNT)”, spiegano i ricercatori. La potenza esplosiva combinata di entrambe le bombe atomiche della Seconda Guerra Mondiale era di soli 35 chilotoni circa.
Questo colloca l’impatto di Zhamanshin nella stessa categoria di altre esplosioni più energetiche avvenute nella storia della Terra, come le eruzioni che si sono verificate nella caldera di Yellowstone. Questi eventi sono stati abbastanza potenti da causare impatti climatici globali. “La discrepanza di un fattore due nelle dimensioni di Zhamanshin aumenta la resa di energia cinetica di un fattore compreso tra 7 e 10, con conseguenze ambientali significativamente maggiori“, scrivono i ricercatori.
Gli effetti sulla Terra
Secondo i ricercatori, è fondamentale esaminare Zhamanshin in questo contesto, poiché potrebbe essere responsabile di bruschi cambiamenti climatici con conseguenze biologiche avvenuti circa 900.000 anni fa. “Lo studio quantitativo degli impatti dell’ipervelocità terrestre è essenziale, poiché potrebbero aver influenzato le popolazioni vegetali e animali in mezzo a varie sfide ambientali durante periodi di note variazioni climatiche“, spiegano Garvin e i suoi colleghi.
Il problema è che gli anelli esterni di Zhamanshin non sono chiaramente visibili. Precedenti ricerche di Garvin e altri hanno dimostrato che il cratere è stato modificato dall’erosione. Le ricerche mostrano anche che la regione degli anelli esterni è ricoperta di loess. Il loess è limo trasportato dal vento, formatosi durante l’ultima era glaciale quando i ghiacciai hanno polverizzato le rocce. Secondo questa ricerca, il loess sta oscurando l’intera estensione degli anelli esterni del cratere.
“La deposizione diffusa di loess sulla superficie del terreno attenua ulteriormente il rilievo rispetto ad altri crateri complessi coevi”, spiegano gli autori. Anche il deflusso del vicino Lago d’Aral potrebbe contribuire a spiegare perché l’intera estensione del cratere sia stata difficile da distinguere.
Nuove informazioni sul pianeta
Quindi, se l’impatto di Zhamanshin è stato molto più potente di quanto si pensasse, cosa significa questo per la nostra comprensione della Terra in quel periodo? “Le conseguenze ambientali di un evento di impatto con cratere di circa 26,5km di diametro, avvenuto nell’intervallo temporale di circa 870.000 (± 20.000) anni a.C. (inizio della transizione del Pleistocene medio), non erano state prese in considerazione in precedenza”, scrivono gli autori.
Gli autori sostengono che un’ulteriore analisi dei dati climatici di questo periodo, che includa polline, spore e persino plancton fossilizzato, potrebbe rivelare eventuali effetti biologici dell’impatto di Zhamanshin. “La documentazione sugli impatti terrestri dell’ultimo milione di anni è di nota importanza per l’evoluzione dei sistemi biologici sulla Terra e ulteriori sforzi per ricostruirne la storia incompleta sono fondamentali, considerando gli obiettivi chiave associati alla protezione del pianeta“, spiegano i ricercatori.
I ricercatori hanno scoperto cambiamenti sulla Terra in seguito all’impatto di Zhamanshin. L’impatto si è verificato durante la transizione del Pleistocene medio, periodo in cui il comportamento dei ghiacciai terrestri è cambiato significativamente. I due fenomeni potrebbero essere collegati, ma al momento non esistono prove dirette che li connettano tramite un rapporto di causa-effetto. “La durata degli eventi successivi all’impatto e le loro conseguenze sui sistemi biologici regionali (o di altra portata) non sono note né accertate al momento”, scrivono gli autori.
Con il cambiamento climatico, cambia anche il paesaggio. Clima, paesaggio e cambiamenti biologici sono tutti interconnessi. Sebbene gli impattatori provenienti dallo spazio abbiano una fonte esterna, una volta impattati sulla Terra, entrano a far parte di questi cicli interconnessi e di queste relazioni di causa-effetto. Non è chiaro dove si collochi esattamente Zhamanshin in questo contesto, ma se la sua potenza è stata di gran lunga superiore a quanto inizialmente ipotizzato, deve aver giocato un ruolo.
Le ricerche future
“Questi risultati iniziali, sebbene suggestivi, richiedono ulteriori ricerche sotto forma di indagini geofisiche regionali, come quelle condotte presso strutture da impatto complesse come Haughton e altre, incluso l’impatto di Ries avvenuto circa 14,8 milioni di anni fa“, scrivono gli autori.
Se questi risultati porteranno a una migliore comprensione delle dimensioni reali dei crateri da impatto, allora saranno applicabili anche ad altri pianeti. “Estendere questo lavoro ai più recenti impatti complessi multi-anello su Marte rappresenta un’altra area di ricerca promettente da considerare in un contesto astrobiologico e a supporto delle priorità di esplorazione della NASA dalla Luna a Marte“, concludono gli autori.
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