Μεγάλη δημοσιότητα σε διεθνές επίπεδο έλαβε μια νέα μελέτη για το τι συνέβη μετά την πτώση του τεράστιου αστεροειδή που έπεσε στη Γη πριν από περίπου 66 εκατ. έτη εξοντώνοντας το 80% της ζωής ανάμεσα τους και τους δεινοσαύρους. Η νέα μελέτη αποκάλυψε ότι η πτώση εκτός από τη μαζική καταστροφή δημιούργησε παράλληλα ένα υπόγειο καταφύγιο για τη ζωή που διατηρήθηκε για περίπου οκτώ εκατομμύρια χρόνια.
Στη μελέτη συμμετείχαν πάνω από 40 επιστήμονες από όλο τον κόσμο και βασικό μέλος υπεύθυνος για τις προσομοιώσεις στις οποίες βασίστηκαν τα αποτελέσματα ήταν ο Δρ. Ευάγγελος (Άγγελος) Χρήστου Αστρογεωφυσικός (ερευνητής Αστρογεωφυσικής / Πλανητικής Γεωφυσικής). στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης. Ο Έλληνας επιστήμονας μίλησε στο Naftemporiki.gr για την ενδιαφέρουσα μελέτη, για το πώς σχετίζεται η παρουσία των ανθρώπων με το συγκεκριμένο κομβικό για την ιστορία της Γης γεγονός αλλά και τους νέους δρόμους που ανοίγονται σε επιστημονικό και ερευνητικό επίπεδο από αυτή την ανακάλυψη.
Πώς προέκυψε η ιδέα ότι ένα τόσο καταστροφικό για τη ζωή γεγονός μπορεί να δημιούργησε παράλληλα ένα φιλικό στη ζωή περιβάλλον;
Η ιδέα βασίζεται στο γεγονός ότι οι μεγάλες υπερταχείες προσκρούσεις μετεωριτών αν και προκαλούν μαζικές εξαφανίσεις ειδών στην επιφάνεια ενός πλανήτη που φιλοξενεί ζωή ταυτόχρονα αποθέτουν τεράστια ποσά ενέργειας στο υπέδαφος. Η ενέργεια αυτή θερμαίνει, ακόμη και τήκει πετρώματα (ανάλογα με το πόσο ισχυρή είναι η πρόσκρουση του μετεωρίτη) ενώ δημιουργεί εκτεταμένα δίκτυα ρωγμών στο νεοσχηματισμένο κρατήρα που επιτρέπουν την κυκλοφορία θερμών υδατικών ρευστών. Το αποτέλεσμα είναι η ανάπτυξη υδροθερμικών συστημάτων, δηλαδή γεωλογικών περιβαλλόντων που είναι πλούσια σε νερό, θερμότητα και χημικές πηγές ενέργειας — τρία από τα βασικά συστατικά που θεωρούνται απαραίτητα για την ανάπτυξη και διατήρηση μικροβιακής ζωής.
Τα υδροθερμικά συστήματα κατέχουν ήδη κεντρική θέση στις θεωρίες για την προέλευση της ζωής στη Γη. Πολλές σύγχρονες υποθέσεις αβιογένεσης προτείνουν ότι τα πρώτα βιολογικά ή προ-βιολογικά συστήματα μπορεί να αναπτύχθηκαν σε τέτοια περιβάλλοντα, όπου η συνεχής παροχή θερμότητας, νερού και χημικής ενέργειας θα μπορούσε να ευνοήσει πολύπλοκες γεωχημικές έως και προ-βιολογικές διεργασίες. Αν και το πώς ακριβώς προέκυψε η ζωή στη Γη παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα αναπάντητα ερωτήματα της επιστήμης, είναι σαφές ότι τα υδροθερμικά περιβάλλοντα αποτελούν έναν από τους σημαντικότερους στόχους της σύγχρονης πλανητικής γεωφυσικής και βιογεωχημείας.
Στη δική μας μελέτη χρησιμοποιήσαμε προηγμένες υπολογιστικές προσομοιώσεις πολλαπλών διαστάσεων ρευστομηχανικής και υδροθερμοδυναμικής για να αναπαραστήσουμε την εξέλιξη του υδροθερμικού συστήματος που δημιουργήθηκε μετά την πρόσκρουση του αστεροειδούς στο Chicxulub πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια. Τα αποτελέσματά μας συνδυαστικά με ραδιοϊσοτοπικές αναλύσεις και γεωχρονολογήσεις, δείχνουν ότι το σύστημα αυτό παρέμεινε ενεργό για χρονικό διάστημα περίπου τέσσερις έως πέντε φορές μεγαλύτερο από προηγούμενες εκτιμήσεις, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη πιθανότητα ανάπτυξης και διατήρησης μικροβιακών οικοσυστημάτων.
Αναμένατε τα αποτελέσματα της μελέτης ή σας εξέπληξαν και εσάς;
Γνωρίζαμε ήδη από προηγούμενες γεωλογικές και γεωχημικές μελέτες ότι στον κρατήρα Chicxulub αναπτύχθηκε ένα υδροθερμικό σύστημα μετά την πρόσκρουση. Ωστόσο, η πραγματική διάρκειά του παρέμενε αβέβαιη και υπολογιζόταν στα περίπου 1.5-2 εκατομμύρια χρόνια. Παράλληλα, είχαμε πρώιμες εκτιμήσεις και από άλλες έρευνες για τα υδροθερμικά συστήματα μεγάλων κρατήρων πρόσκρουσης που κατέληγαν σε αρκετά μικρότερες διάρκειες και τις οποίες ως σύγχρονοι ερευνητές αντιμετωπίζαμε με κάποιο σκεπτικισμό. Αυτό που μας εξέπληξε ήταν το μέγεθος της διαφοράς στη διάρκεια της υδροθερμικής δραστηριότητας που προέκυψε και από τις προσομοιώσεις αλλά και από τις γεωχρονολογικές αναλύσεις για το κρατήρα Chicxulub. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι το σύστημα παρέμεινε ενεργό για χρονικό διάστημα περίπου 4-5 φορές μεγαλύτερο από προηγούμενες εκτιμήσεις (για 8-10 εκατομμύρια χρόνια).
Η διαφορά αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική, διότι η διάρκεια λειτουργίας ενός υδροθερμικού συστήματος αποτελεί έναν από τους βασικούς παράγοντες που καθορίζουν τις πιθανότητες ανάπτυξης και διατήρησης μικροβιακής ζωής. Ένα σύστημα που παραμένει ενεργό για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα προσφέρει περισσότερες ευκαιρίες για τη δημιουργία σταθερών θερμοδυναμικών και υδάτινων συνθηκών για την εμφάνιση και ανάπτυξη μικροβιακών κοινοτήτων.
Ποια είναι τα κέρδη αυτής της απρόσμενης ανακάλυψης; Ποιοι επιστημονικοί τομείς θα αξιοποιήσουν αυτά τα νέα ευρήματα;
Το σημαντικότερο εύρημα είναι ότι μεγάλοι κρατήρες πρόσκρουσης μπορεί να αποτελούν πολύ πιο ευνοϊκά περιβάλλοντα για τη ζωή από ό,τι πίστευε η επιστήμη μας μέχρι σήμερα. Οι προσομοιώσεις αυτές δείχνουν ότι η διάρκεια του υδροθερμικού συστήματος ήταν πολλαπλάσια των προηγούμενων εκτιμήσεων. Αυτό μεταφράζεται σε σημαντική αύξηση της πιθανότητας κατοικησιμότητας, καθώς τα μικροβιακά οικοσυστήματα χρειάζονται χρόνο για να εγκατασταθούν, να εξελιχθούν και να αλληλοεπιδράσουν με το γεωλογικό περιβάλλον.
Τα αποτελέσματα αυτά αφορούν άμεσα τη μικροβιολογία ακραίων περιβαλλόντων, τη γεωθερμική, γεωφυσική έρευνα και προσομοίωση γεωλογικών συστημάτων, καθώς και τη μελέτη της βαθιάς βιόσφαιρας της Γης ή της ύπαρξης ζωής εκτός Γης. Συμπερασματικά οι ίδιοι υπολογιστικοί κώδικες, ερευνητικές μέθοδοι και προσομοιώσεις μπορούν να εφαρμοστούν και να (επαν-)αξιολογήσουν την υδροθερμοδυναμική δραστηριότητα, φυσική εξέλιξη και διάρκεια όποιου υδροθερμικού συστήματος (ηφαιστειακού ή πρόσκρουσης) στη Γη και σε άλλα πλανητικά σώματα. Σήμερα γνωρίζουμε ότι ο Άρης και αρκετοί παγωμένοι ωκεάνιοι δορυφόροι των γιγάντιων πλανητών (π.χ.: Ευρώπη, Εγκέλαδος) έχουν φιλοξενήσει κατά τη γεωλογική τους ιστορία, ή και φιλοξενούν και στο παρόν, υδροθερμικά συστήματα. Αν οι προσκρούσεις μετεωριτών μπορούν να δημιουργήσουν μακρόβια υδροθερμικά περιβάλλοντα στη Γη, τότε πρέπει να έχουν δημιουργήσει παρόμοια τέτοια περιβάλλοντα και σε άλλα πλανητικά σώματα του Ηλιακού Συστήματος ή άλλων πλανητικών συστημάτων.
Τα τελευταία χρόνια έχουν πραγματοποιηθεί δεκάδες μελέτες για το τι συνέβη μετά την πτώση του τεράστιου αστεροειδή στο Γιουκατάν. Μπορούμε πλέον να πούμε με βεβαιότητα ότι αυτή η πτώση οδήγησε στην εξαφάνιση των δεινοσαύρων η οποία, όπως λένε οι ειδικοί, άνοιξε το δρόμο για να ακμάσουν και να κυριαρχήσουν τα θηλαστικά στη Γη και τελικά να κάνει την εμφάνισή του ο άνθρωπος;
Σήμερα υπάρχει πολύ ισχυρή επιστημονική συναίνεση ότι η πρόσκρουση του αστεροειδούς στο Chicxulub αποτέλεσε τον κύριο μηχανισμό της μαζικής εξαφάνισης περίπου του 80% όλων των μορφών ζωής στη Γη κατά το τέλος της Κρητιδικής περιόδου, πριν από περίπου 66 εκατομμύρια χρόνια. Η πρόσκρουση προκάλεσε παγκόσμιες περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως εκτεταμένες πυρκαγιές, απότομη μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας, συνθήκες ‘’πυρηνικού χειμώνα / χειμώνα πρόσκρουσης’’ και σημαντικές κλιματικές διαταραχές.
Η εξαφάνιση των μη πτηνών δεινοσαύρων και πολλών άλλων οργανισμών άφησε κενές οικολογικές θέσεις, τις οποίες σταδιακά κατέλαβαν τα θηλαστικά. Είναι λοιπόν σωστό να πούμε ότι η πρόσκρουση συνέβαλε καθοριστικά στη μετέπειτα εξελικτική άνθιση των θηλαστικών.
Ωστόσο, η εξέλιξη είναι μια πολύπλοκη διαδικασία και δεν μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι η πρόσκρουση «οδήγησε» αναπόφευκτα στην εμφάνιση του ανθρώπου, δεν είμαι ειδικός στην εξελικτική βιολογία και φυλογενετική παλαιοντολογία άλλωστε. Μπορούμε όμως να πούμε ότι δημιούργησε τις συνθήκες που επέτρεψαν τη ραγδαία εξελικτική εξάπλωση των θηλαστικών από την οποία προέκυψε πολύ αργότερα, και μόλις πολύ πρόσφατα, το ανθρώπινο είδος. Εν ολίγοις η πρόσκρουση του αστεροειδούς στο Chicxulub ήταν μια πολύ κακή ημέρα για τους μη πτηνούς δεινοσαύρους και μία πολύ καλή ημέρα για το μέλλον των θηλαστικών στον πλανήτη Γη.
Ποια είναι τα επόμενα ερευνητικά σας σχέδια;
Η συγκεκριμένη μελέτη αποτελεί μέρος μιας ευρύτερης ερευνητικής προσπάθειας που συνδέει τη γεωφυσική-γεωχημεία, τη ρευστομηχανική, την υδροθερμοδυναμική και την αστροβιολογία. Ήδη έχω επεκτείνει τις υπολογιστικές μεθόδους και προσομοιώσεις με τη βοήθεια λαμπρών συναδέλφων από παρεμφερείς επιστημονικούς κλάδους (γεωχημεία, βιογεωλογία, κρυοχημεία) και σε άλλα πλανητικά περιβάλλοντα. Ειδικότερα, ασχολούμαι με τη μοντελοποίηση υδροθερμικών συστημάτων που δημιουργούνται από μεγάλες προσκρούσεις μετεωριτών ή (κρυο-)ηφαιστειακών διεργασιών στον Άρη κατά κύριο λόγο, αλλά και σε παγωμένους ωκεάνιους δορυφόρους του Δία και του Κρόνου, όπως η Ευρώπη και ο Εγκέλαδος αντίστοιχα. Οι συγκεκριμένοι κόσμοι θεωρούνται από τους πλέον υποσχόμενους στόχους στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής στο Ηλιακό Σύστημα. Μέσω αριθμητικών μοντέλων υψηλής ανάλυσης προσπαθούμε να κατανοήσουμε πού, για πόσο χρονικό διάστημα και υπό ποιες συνθήκες θα μπορούσαν να υπάρχουν περιβάλλοντα ικανά να υποστηρίξουν μικροβιακή ζωή.
* Ο Δρ. Ευάγγελος (Άγγελος) Χρήστου κατάγεται από τη Πρέβεζα, είναι Διδάκτωρ Γεωεπιστημών και Πλανητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου της Γλασκώβης με ειδίκευση στην Πλανητική Γεωφυσική και Ρευστομηχανική (Κολλέγιο Επιστημών και Μηχανικής – ερευνητική ομάδα Δυναμικής Γης & Πλανητικής Εξέλιξης) και καθηγητής Φυσικών Επιστημών του ακαδημαϊκού ομίλου VITA Multi-Academy Trust. Είναι απόφοιτος του τμήματος Γεωλογίας ΑΠΘ, κάτοχος 2 Μεταπτυχιακών Τίτλων Σπουδών από πανεπιστήμια της Γερμανίας και Βρετανίας, και Διδακτορικού Διπλώματος (PhD) στις Γεωεπιστήμες και Πλανητικές Επιστήμες από το Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης (Κολλέγιο Επιστημών και Μηχανικής). Εξειδικεύεται στην αστρογεωφυσική μελέτη και προσομοίωση της ρευστομηχανικής και υδροθερμοδυναμικής εξέλιξης αστρογεωλογικών συστημάτων. Έχει εργαστεί σε ερευνητικά ινστιτούτα της Γερμανίας και Βρετανίας (συμπεριλαμβανομένου του Ινστιτούτου Άλφρεντ Βέγκενερ για την Πολική και Θαλάσσια Έρευνα) και είναι εκλεγμένος Ερευνητικός Εταίρος της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας και Βρετανικής Γεωφυσικής Εταιρείας.
Naftemporiki.gr
Για να εμφανίζονται περισσότερα άρθρα της Ναυτεμπορικής στις αναζητήσεις σας εύκολα και γρήγορα, πρέπει να προσθέσετε το site στις προτιμώμενες πηγές σας. Μπορείτε να το κάνετε πηγαίνοντας εδώ.
