Modificó química y mineralógicamente más de 100.000 kilómetros cúbicos de la corteza terrestre
Un nuevo estudio revela que el cráter de impacto Chicxulub puede haber albergado un vasto y de larga vida sistema hidrotermal después del evento de impacto catastrófico vinculado a la extinción de dinosaurios hace 66 millones de años.
El cráter de impacto Chicxulub, de aproximadamente 180 kilómetros de diámetro, es la gran estructura de impacto mejor conservada en la Tierra y un objetivo para la exploración de varios fenómenos relacionados con el impacto.
En 2016, un equipo de investigación apoyado por el Programa Internacional Ocean Discovery y el Programa Internacional de Perforación Científica Continental perforaron el cráter, alcanzando una profundidad de 1.335 metros (> 1 kilómetro) debajo del moderno fondo marino. El equipo recuperó muestras de núcleos de roca que pueden usarse para estudiar la modificación térmica y química de la corteza terrestre causada por el impacto. Las muestras del núcleo indican que el cráter albergaba un extenso sistema hidrotermal que modificó química y mineralógicamente más de 100.000 kilómetros cúbicos de la corteza terrestre.
El autor principal, David Kring de la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades en el Instituto Lunar y Planetario (LPI), explica: "Imagina una caldera submarina de Yellowstone, pero que es varias veces más grande y producida por el asombroso evento de impacto que resultó en la extinción de los dinosaurios".
El equipo encontró evidencia de que los ríos subterráneos de agua fueron calentados y conducidos hacia el límite entre el suelo del cráter de impacto y el fondo del mar de Yucatán. El agua caliente fluyó alrededor de los bordes de un charco de magma generado por el impacto de aproximadamente 3 kilómetros de espesor, infiltrado a través de rocas fracturadas, y se elevó hasta el fondo marino donde se ventilaba hacia el mar.
El sistema de agua caliente fue particularmente intenso en una cadena de montañas elevadas en el fondo marino que forman un anillo de 90 kilómetros de diámetro alrededor del centro del cráter. El núcleo de roca recuperado de ese anillo de pico está cortado por conductos hidrotermales fósiles que están revestidos con minerales multicolores, algunos, lo suficiente, de un intenso color rojo anaranjado. Casi dos docenas de minerales precipitaron de los fluidos mientras corrían por la roca, reemplazando los minerales originales de la roca.
El anillo del pico del cráter está compuesto por rocas fracturadas de granito que fueron elevadas desde una profundidad de aproximadamente 10 kilómetros por el impacto. Esas rocas están cubiertas por escombros de impacto porosos y permeables. Ambas unidades de roca están afectadas por el sistema hidrotermal.
"La alteración del fluido caliente fue más vigorosa en los desechos de impacto permeables, pero se encontraron cristales de granate, que indican altas temperaturas, en diferentes niveles en todo el núcleo", explica el ex investigador posdoctoral de LPI, Martin Schmieder, quien recientemente asumió un nuevo puesto en la Universidad de Neu-Ulm en Alemania.
Los minerales identificados en el nuevo núcleo de roca indican que el sistema hidrotermal estaba inicialmente muy caliente con temperaturas de 300 a 400°C. Tales altas temperaturas indican que el sistema habría tardado mucho en enfriarse. El equipo determinó el tiempo de enfriamiento utilizando un reloj de polaridad geomagnética.
"Nuestros resultados indican que se crearon pequeños minerales magnéticos en el cráter Chicxulub debido a reacciones químicas producidas por un sistema hidrotérmico de larga vida. Estos minerales parecen haber registrado cambios en el campo magnético de la Tierra a medida que se formaban. Sus recuerdos magnéticos sugieren que la actividad hidrotermal dentro del cráter persistió durante al menos 150.000 años ", dice la coautora Sonia Tikoo de la Universidad de Stanford.
Otra evidencia de la longevidad del sistema hidrotérmico proviene de una concentración anormalmente alta de manganeso en los sedimentos del fondo marino, el resultado de la ventilación del fondo marino.
El coautor Axel Wittmann, de la Universidad Estatal de Arizona, explica: "Al igual que en las crestas del océano medio, la ventilación de los cráteres de impacto marino genera penachos hidrotermales que contienen manganeso disuelto y de oxidación lenta, que en comparación con las concentraciones de fondo produjeron en Chicxulub un enriquecimientos de hasta diez veces en sedimentos posteriores al impacto durante 2,1 millones de años".
Aunque la expedición solo testeó el sistema hidrotermal en una ubicación, Kring dice que "los resultados sugieren que había una cadena de respiraderos de agua caliente de aproximadamente 300 kilómetros de largo en el anillo del pico y respiraderos adicionales esparcidos por el suelo del cráter a medida que se enfriaba la fusión por impacto. Es importante destacar que tales sistemas hidrotermales pueden haber proporcionado hábitats para la vida microbiana".
Los sistemas hidrotermales volcánicos de Yellowstone son ricos en organismos microbianos e implican que los sistemas de agua caliente generados por impacto tienen el mismo potencial biológico. Kring concluye: "Nuestro estudio del núcleo de roca de la expedición desde un hábitat potencial de la Tierra profunda proporciona evidencia adicional de la hipótesis del origen de la vida por un impacto. La vida puede haber evolucionado en un cráter de impacto".
La extensión y la longevidad del sistema hidrotermal Chicxulub sugieren que los sistemas generados por el impacto al principio de la historia de la Tierra pueden haber proporcionado nichos para la vida. Miles de estos tipos de sistemas se produjeron durante un período de bombardeo de impacto hace más de 3.800 millones de años. A medida que cada sistema se enfriaba, habría proporcionado un entorno rico en materiales adecuados para organismos termofílicos e hipertermófilos.
Artículo científico: Probing the hydrothermal system of the Chicxulub impact crater
