Керн из скважины, взятый в 1981 году на месторождении Нёрдлингер-Рис. Между тонкослоистыми темными отложениями бывшего кратерного озера пролегают характерные слои светлого доломита. Фото: Гернот Арп, Геттингенский университет.
На юге Германии, к северу от Дуная, среди холмистой местности находится большая круглая впадина: Нёрдлингер-Рис. Почти 15 миллионов лет назад в это место упал астероид. Сегодня ударный кратер является одним из наиболее полезных аналогов астероидных кратеров на раннем Марсе.
Особенно познавательно изучение отложений бывшего озера, образовавшегося в кратере. Эти отложения вызывают большой интерес с тех пор, как НАСА начало исследовать марсианские кратеры в поисках признаков воды и жизни на Марсе. Однако химическое развитие бывшего кратерного озера и его обитаемых территорий изучено лишь частично.
Международная исследовательская группа во главе с Геттингенским университетом теперь нашла ключ к разгадке прошлого: они проанализировали доломитовые породы в керне бура и обнаружили чрезвычайно высокую долю изотопа углерода C-13. Дальнейшие исследования связали это с фазой сильного образования метана микроорганизмами, известными как археи, в воде с низким содержанием сульфатов.
Напротив, в отложениях предыдущей, первой фазы кратерного озера наблюдались явные следы высокого содержания сульфатов и бактериального разложения сульфатов. Это изменение показывает, что пути грунтовых вод к озеру изменились по мере охлаждения дна кратера. Результаты были опубликованы в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.
Буровой керн длиной 250 метров, взятый в 1981 году, предоставил информацию о химических процессах в те периоды времени, когда осадки откладывались в кратерном озере. Сочетание седиментологических, биогеохимических и изотопно-геохимических методов исследования позволило исследователям выделить особый участок, который они исследовали более детально с помощью биомаркерного анализа.
Изображение, полученное сканирующим электронным микроскопом с использованием материала, взятого из керна буровой скважины, взятой в 1981 году на месторождении Нёрдлингер-Райс, показывает кристаллы доломита ромбоэдрической формы. Фото: Линци Цзэн, Геттингенский университет.
Они обнаружили органические биомаркеры, происходящие от сульфатредуцирующих бактерий и «нормального» доломита в более древних породах кратерного озера. В более молодых породах они обнаружили доломит, обогащенный C-13 и химическим веществом под названием археол, что указывает на присутствие архей в то время.
Свойства пород отражают условия в кратерном озере во время их формирования: уменьшение содержания сульфата связано с разложением бактерий, а обогащение С-13 — с образованием метана архей.
«Такое химическое развитие можно объяснить только изменением питания грунтовых вод во время постепенного остывания дна кратера. Это привело к переходу от глубоких гидротермальных грунтовых вод (с сульфатами) к более холодным водам без сульфатов, которые, должно быть, текли через известняковые породы. близко к поверхности», — объясняет руководитель исследования профессор Гернот Арп с кафедры геобиологии Геттингенского университета.
Полученные результаты не только предоставляют важную информацию о развитии исследуемого кратерного озера, но также, как отмечает Арп: «Наши результаты показывают, что условия в кратерных озерах астероидов строго контролируются внутренними процессами, такими как охлаждение дна кратера и подача воды. Напротив, климатические изменения имеют второстепенное значение, в отличие от многих других озер. Это необходимо принимать во внимание, когда отложения в земных и внеземных кратерах используются в качестве климатических архивов для определения прошлых климатических условий на основе отложений».
Информация от: Геттингенским университетом
