La nueva investigación sugiere que el impactador debería tener un tamaño de 20 a 25 kilómetros (12,4 a 15,5 millas) y moverse a una velocidad de 15 a 20 kilómetros (9,3 a 12,4 millas) por segundo.
Investigadores de la Universidad de Rochester han creado una simulación más precisa del impacto que provocó el cráter Vreidfort hace dos mil millones de años.
Un impactador estalló hacia la Tierra hace unos dos mil millones de años, chocando con el planeta no muy lejos de donde ahora se encuentra Johannesburgo, Sudáfrica. El impactador, que probablemente sea un asteroide, ha creado el cráter más grande en la Tierra ahora. Según investigaciones anteriores, los científicos han reconocido en gran medida que el cráter Vredefort fue creado por un objeto con un diámetro de unos 15 kilómetros (unas 9,3 millas) y una velocidad de 15 kilómetros por segundo.
Sin embargo, un estudio reciente de Universidad de Rochester Indica que el colisionador pudo haber sido mucho más grande, lo que podría tener efectos catastróficos en todo el planeta. Este estudio fue publicado recientemente en Revista de investigación geofísicamejora nuestra comprensión del impacto colosal y allana el camino para simulaciones más realistas de eventos de impacto que han ocurrido en la Tierra y otros planetas en el pasado y en el futuro.
«Comprender nuestra estructura de impacto más grande en la Tierra es fundamental», dice Natalie Allen de 20 años, ahora Ph.D. estudiante en Universidad John Hopkins. Allen es la primera autora del artículo, basada en una investigación que realizó cuando era estudiante en Rochester con Miki Nakajima, profesora asistente de Ciencias Ambientales y de la Tierra. «El acceso a la información proporcionada por una estructura como el cráter Vredefort es una gran oportunidad para probar nuestro modelo y nuestra comprensión de la evidencia geológica para que podamos comprender mejor los impactos en la Tierra y más allá».
La colisión, muy probablemente un asteroide, se estrelló contra la Tierra hace unos dos mil millones de años, chocando con el planeta cerca de Johannesburgo, la actual Sudáfrica. El impactador formó el cráter Vredefort, que hoy es el cráter más grande de nuestro planeta. Usando datos de simulación actualizados, los investigadores de la Universidad de Rochester han descubierto que la sonda que formó el cráter Fredford es mucho más grande de lo que se pensaba anteriormente. Crédito: NASA Earth Observatory imagen de Lauren Dauphin/Universidad de Rochester ilustración de Julia Joshby.
Simulaciones actualizadas informan consecuencias ‘devastadoras’
El cráter Vredefort se erosionó en el transcurso de dos mil millones de años. Por esta razón, es difícil para los científicos determinar el tamaño exacto del cráter en el momento del impacto original y, por lo tanto, el tamaño y la velocidad del impactador que creó el cráter.
Se creará un cráter de 172 kilómetros (107 millas) de diámetro con un objeto que tiene un tamaño de 15 kilómetros (9,3 millas) y se mueve a una velocidad de 15 kilómetros (9,3 millas) por segundo. Sin embargo, esto es mucho más pequeño que las estimaciones actuales del cráter Vredefort. Con base en nuevas pruebas y mediciones geológicas, los científicos estiman que el diámetro original de la estructura tenía entre 250 y 280 kilómetros (entre 155 y 174 millas) en el momento del impacto.
Allen, Nakajima y sus colegas realizaron simulaciones para igualar el tamaño del agujero actualizado. Sus resultados mostraron que el colisionador tendría que ser mucho más grande, alrededor de 20 a 25 kilómetros (12,5 a 15,5 millas), y viajar a una velocidad de 15 a 20 kilómetros (9,3 a 12,4 millas) por segundo para explicar un cráter de 250 kilómetros de largo. Talla.
Esto significa que la sonda que formó el cráter Fredvoort era más grande que el asteroide que mató a los dinosaurios hace 66 millones de años, formando el cráter Chicxulub. Esto ha tenido efectos adversos a nivel mundial, incluido el calentamiento de gases de efecto invernadero, incendios forestales generalizados,[{» attribute=»»>acid rain, and destruction of the ozone layer, in addition to causing the Cretaceous-Paleogene extinction event that killed the dinosaurs.
If the Vredefort crater was even larger and the impact more energetic than that which formed the Chicxulub crater, the Vredefort impact may have caused even more catastrophic global consequences.
“Unlike the Chicxulub impact, the Vredefort impact did not leave a record of mass extinction or forest fires given that there were only single-cell lifeforms and no trees existed two billion years ago,” Nakajima says. “However, the impact would have affected the global climate potentially more extensively than the Chicxulub impact did.”
Dust and aerosols from the Vredefort impact would have spread across the planet and blocked sunlight, cooling the Earth’s surface, she says. “This could have had a devastating effect on photosynthetic organisms. After the dust and aerosols settled—which could have taken anywhere from hours to a decade—greenhouse gases such as carbon dioxide that were emitted from the impact would have raised the global temperature potentially by several degrees for a long period of time.”
A multi-faceted model of Vredefort crater
The simulations also allowed the researchers to study the material ejected by the impact and the distance the material traveled from the crater. They can use this information to determine the geographic locations of land masses billions of years ago. For instance, previous research determined material from the impactor was ejected to present-day Karelia, Russia. Using their model, Allen, Nakajima, and their colleagues found that, two billion years ago, the distance of the land mass containing Karelia would have been only 2,000 to 2,500 kilometers from the crater in South Africa—much closer than the two areas are today.
“It is incredibly difficult to constrain the location of landmasses long ago,” Allen says. “The current best simulations have mapped back about a billion years, and uncertainties grow larger the further back you go. Clarifying evidence such as this ejecta layer mapping may allow researchers to test their models and help complete the view into the past.”
Undergraduate research leads to the publication
The idea for this paper arose as part of a final for the course Planetary Interiors (now named Physics of Planetary Interiors), taught by Nakajima, which Allen took as a junior.
Allen says the experience of having undergraduate work result in a peer-reviewed journal article was very rewarding and helped her when applying for graduate school.
“When Professor Nakajima approached me and asked if I wanted to work together to turn it into a publishable work, it was really gratifying and validating,” Allen says. “I had formulated my own research idea, and it was seen as compelling enough to another scientist that they thought it was worth publishing!”
She adds, “This project was way outside of my usual research comfort zone, but I thought it would be a great learning experience and would force me to apply my skills in a new way. It gave me a lot of confidence in my research abilities as I prepared to go to graduate school.”
Reference: “A Revision of the Formation Conditions of the Vredefort Crater” by Natalie H. Allen, Miki Nakajima, Kai Wünnemann, Søren Helhoski and Dustin Trail, 8 August 2022, Journal of Geophysical Research Planets.
DOI: 10.1029/2022JE007186
The study was funded by the National Science Foundation.
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