Cronologia degli impatti astronomici sulla Terra

Questacronologia degli impatti astronomici sulla Terraè un elenco dei più significativi eventi d'impatto astronomicosullaTerra(prodotti daasteroidi,cometeemeteoriti). Va specificato che la Terra è un pianeta geologicamente attivo e dinamico, soggetto a trasformazioni geologiche nel corso del tempo per via dei variagenti corrosiviche la plasmano continuamente, dunque l'elenco sarà sempre parziale.
Il principaledatabasedi impatti astronomici confermati è l'Earth Impact Database, dal 2001 diretto dal Planetary and Space Science Centre dell'Università del Nuovo Brunswick,Canada.[1]
Quando all'epoca delle missioniApollorelative all'allunaggio lunarevennero riportaticampioni di roccia lunaresulla Terra per successive analisi edatazione radiometriche, è stato evinto che si trattava di rocce fuse formatesi all'epoca di grandi impatti asteroidali, che provocarono liquefazione della superficie, se si assume che già preesistesse unacrosta solida. In particolare, le missioniApollo 15,16e17ebbero luogo in prossimità delMare Imbrium,NectariseSerenitatis. I campioni ivi prelevati furono datati e studiati; si constatò un'età geologica tra i 3,8 e i 4,1 miliardi di anni e si assunse che tale età fosse approssimativamente la medesima per tutti imari lunari. Essi si sarebbero formati da numerosi e colossali impatti diasteroidiancestrali, il cui diametro poteva anche essere dell'ordine delle centinaia di km, e successivamente vennero ricoperti di lava basaltica. I diametri dei grandi mari lunari associati al periodo variano dai 373 km delmare Smythiiagli oltre 1000 km di Imbrium. La loro origine ed età comune venne associata ad un intenso bombardamento meteoritico dettocataclisma lunareointenso bombardamento tardivo(LHB, Late Heavy Bombardment), sulle cui cause ed esistenza stessa si dibatte sin dal 1974, quando venne proposta la teoria, ma resta l'ipotesi prevalente, con più evidenze. Un simile cataclisma è ipotizzato anche per gli altripianeti terrestri, in particolare secondo ilmodello di Nizza(il prevalente) e, naturalmente, per laTerra, ben più grande dellaLunae con un'attrazione gravitazionale maggiore; ma i diversi tipi dierosione naturaledi unpianetacosì geologicamente attivo ne avrebbero cancellata l'evidenza.Questo è il modello classico, che prevede una progressiva riduzione degli impatti sul sistema Terra-Luna (e sugli altri pianeti terrestri) dopo la loro formazione, per poi ipotizzare l'LHBtra 4,1 e 3,8 miliardi di anni fa.
Negli anni sono stati proposti più modelli relativi al bombardamento dell'Adeano; uno in particolare, che sembra essere favorito, ipotizza episodi multipli di bombardamento asteroidale, in particolare quello di un cosiddettoLate Veneer (tardo rivestimento), molto più antico dello stessoLHB,che ne può essere considerato una propaggine terminale;avvenuto tra 4,5 e 4,4 miliardi di anni fa, fu dominato da avanzi diplanetesimi, anche fino a 4000 km di diametro (ben 4 volte più grandi diCerere) ed è immediatamente successivo alla formazione dei pianeti. Questa antichissima fase di impatti è stata ipotizzata per spiegare l'aumento di massa delmantello, appunto un tardo rivestimento, in seguito all'accrezione primaria dei pianeti e all'isolamento delnucleo ferrosodalmantelloinsilicatosoprastante, ed inoltre la sovrabbondanza, anche su Luna, Marte e alcuni asteroidi, di elementi altamente siderofili che avrebbero dovuto essere eliminati dalladifferenziazionedel silicato metallico. In questo periodo si sarebbe inoltre verificato l'impatto colossale tra un corpo celeste di dimensioni simili a Marte, chiamatoTheia,e la Terra primordiale; i risultanti detriti, in orbita attorno alla Terra per attrazione gravitazionale, si sarebbero progressivamente uniti dando origine alla Luna(teoria dell'impatto gigante). L'ipotesi di molteplici bombardamenti nell'Adeano sembra essere rafforzata dadatazioniconl'uranio-piombosull'età deglizirconi lunari,che appaiono molto più antichi.
Sulla base di tali constatazioni, è stato proposto un nuovo modello, il modelloABEL (Advent of Bio-Elements Model), secondo cui asteroidi colossali anche di 1000 km di diametro, tra 4,37 e 4,20 miliardi di anni fa, non solo innescarono la primitivatettonica delle placche, ma innestarono gli elementi necessari per lavitasulpianeta(carbonio,idrogeno,ossigeno,nitrogeno). Il modello ABEL è anche elaborato per unificare i principali periodi di bombardamento meteoritico sul sistema Terra-Luna ipotizzati dallacomunità scientifica, ilLate Veneer (LV)e ilLate Heavy Bombardment (LHB).
Studiando antichissime formazioni rocciose nelle regioni deicratonidiKaapvaal(Sudafrica) e diPilbara(Australianord-occidentale), gli scienziati Lowe e Byerley scoprirono depositi di micro-sferule da impatto asteroidale dell'età di 3,2 e 2,5 miliardi di anni. La quantità, qualità e la disposizione di questi depositi deponeva verso un impatto in mare di asteroidi delle dimensioni diEros, tra i 20 e i 50 km di diametro (l'asteroide che 65 milioni di anni fa formò ilcratere di Chicxulube che forse estinse i Dinosauri, non superava i 15 km). Soprattutto aPilbarasono visibili giganteschi massi molto spigolosi e alcuni superano la larghezza di 200 metri. Secondo la teoria di Glikson, questi asteroidi hanno modificato latettonica delle placchedell'era (si ritiene che vi fosse il proto-super-continente "Rodinia" con un unico oceano primordiale "Mirovia"), aumentando la quantità di magma sotto alcuni cratoni e/o creando vaste aree di magma fuso con il materiale asteroidale, che andando in subduzione sarebbero diventati bacini sottomarini, in milioni di anni si sono riempiti di sedimenti e in seguito, diventando pianure alluvionali, hanno dato luogo ad altri cratoni del paleozoico. Questi ispessimenti dellacrosta terrestre, anche se frammentati, hanno resistito ai processi tettonici successivi e formano "isole rocciose" antichissime all'interno dei nuovi continenti.
Nel2014, Sleep e Lowe pubblicarono una ricerca descrivendo unostratodi micro-sferule presso laCintura di Barberton, nello stesso cratone di Kaapval. L'impatto si sarebbe verificato circa 3,26 miliardi di anni fa ed è stato stimato che l'asteroide avesse un diametro tra i 37 e i 58km, molte volte più grande dell'asteroide diChicxulubnellaPenisola dello Yucatán, causa o concausa dell'estinzione delCretaceo-Paleogene. Il cratere di questo evento non è stato trovato e potrebbe non esserlo mai a causa dell'erosionenaturale, dovuta allatettonica delle placche, a cui è soggetto un pianeta "vivo" come la Terra, ma si stima che il suo diametro possa essere stato di ben 500 km; per confronto, quello di Chicxulub risulta di 180 km.
Nel2016, una nuova ricerca, di cui fu autore Glikson, annunciò la scoperta di un nuovo deposito di micro-sferule legato a grandi impatti astronomici dell'Archeano in prossimità diMarble Bar, nelcratonediPilbara, ove dense concentrazioni di sferule sono separate da sedimenti diarenariae diselce, e ciò suggerisce l'ipotesi di due impatti su larga scala distinti. L'asteroide o gli asteroidi dovrebbero aver avuto anch'essi un diametro nell'ordine di diverse decine di km, e i risultanti crateri delle diverse centinaia; con effetti che furono altrettanto cataclismici su scala planetaria.
Secondo un articolo diIcarussui depositi di micro-sferule da impatto risalenti all'Archeano, si osservano ben oltre 10 depositi sedimentari rilasciati da impatti su larga scala nei cratoni, ed è probabile che moltissimi strati siano andati perduti o verranno rinvenuti in futuro. Il flusso degli impatti sarebbe stato tra le 20 e le 40 volte maggiore di oggi, in particolare tra 3,2 e 3,5 miliardi di anni fa, e dovuto probabilmente alla destabilizzazione dellafascia principale degli asteroidisecondo il modelloE-belt.
Gli impatti dell'Archeano non vanno confusi conl'intenso bombardamento tardivo, cioè l'LHB(di cui però possono essere considerati una propaggine), che si sarebbe verificato tra 4,1 (Adeano) e 3,8-7 miliardi di anni fa e di cui i grandibacini lunarisono la testimonianza più vistosa, anche se ricerche ne spostano l'età a 4,37-4,20 miliardi di anni or sono sulla base dell'età geologica deglizirconilunari secondo ladatazione uranio-piombo, motivo per cui è stato proposto il nuovo modelloABEL.
Il Paleoproterozoico è l'era geologicache segue immediatamente l'Archeano, ed è anche la prima era delProterozoico. Si ipotizza che allora esistesse un unicosupercontinente, denominatoColumbia(NUNAo ancheHudsonlandoHudsonia).
Il Paleoproterozoico fu simultaneamente protagonista degli impatti più antichi (Suavjärvi, Yarrabubba) e dei più grandi per estensione (Vredefort,Sudbury) di cui esiste evidenza geologica. Suavjärvi è il più antico impatto mai evinto, risalente a circa 2,4 miliardi di anni fa; il suo diametro è di 16 km.Segue il cratere di Vredefort per età geologica, rispettivamente 2,023±4 miliardi di anni, ma è il più grande mai rilevato, con circa 300 km di diametro originari stimati.Il cratere di Yarrabubba, confermato, è il terzo per età geologica, con ~2 miliardi di anni.Il cratere di Sudbury è il quarto per età con 1,850±3 miliardi di anni, ma con i suoi 250 km di diametro originari stimati è il secondo per estensione.Va però tenuto in considerazione che, a causa della profonda erosione dei crateri, le stime del loro diametro sono variate anche considerevolmente negli anni.
Le dimensioni dei crateri Vredefort e Sudbury implicano che dovrebbero essere stati prodotti da asteroidi di diametro analogo a quello che produsse ilcratere di Chicxulub(180 km), nell'ordine della decina di km; di conseguenza, l'energia rilasciata è dello stessoordine di grandezzae potrebbe essere stata anche superiore (10-10MT), considerata la maggiore estensione di Vredefort (300 km) e Sudbury (250 km). Erano dunque in grado di provocareestinzioni di massa,ma la presenza di organismi esclusivamenteunicellularinegli oceani dovette precluderle.
Nel 2023, Glikson pubblica una ricerca secondo cui il cratere Deliniquin inAustraliapossa essere da impatto. Con 520 km di diametro, se confermato qualecratere da impatto, sarebbe il più grande in assoluto sullaTerra, superando quello diVredefort(300 km); le evidenze geologiche a supporto della natura asteroidale del cratere sono abbastanza forti, in particolare la presenza di anelli multipli (tipici dei grandi impatti), ma è necessario rinvenire gli effetti della deformazione della superficie, anch'essa tipica dei grandi impatti, per una conferma al di là di ogni dubbio. Inoltre, la stima sull'età del cratere a ~450 milioni di anni fa potrebbe far sì che esso possa aver avuto un ruolo di primissimo piano sullaglaciazioneed estinzione del tardoOrdoviciano.
L'estinzione di massa del Permiano–Triassico (P–Tr),nota comela Grande Morìa, fu un'estinzione di massache avvenne circa 251,4 milioni di anni fa,facendo da limite tra ilperiodo geologicoPermiano(del Paleozoico) eTriassico(del Mesozoico). Fu il più grave evento di estinzione di massa che si sia mai verificato sullaTerra, con la scomparsa del 96% dellespeciemarinee del 70% delle specie divertebratiterrestri; fu l'unica estinzione di massa nota diinsetti.
Si estinsero il 57% di tutte lefamigliee l'83% di tutti igeneri. Tra le specie che si estinsero si segnalano gli enormi insetti dell'epoca. Si estinsero anche molte specie marine, dotati di conchiglie, esoscheletri e altre strutture calcaree, come ad indicare unaacidificazionedegli oceani. Sulla terraferma quest'estinzione portò all'affermazione delListrosauro(una grossa specie direttileprecursore deimammiferi), che arrivò a costituire il 90% di tutti gli animali terrestri. Alcuni lo definiscono in inglese "disaster taxa" (tassonomia da disastro) ma ufficialmente lo si denominaspecie pioniera.
Le forti prove che un impatto asteroidale sia la causa dell'evento di estinzione del Cretaceo–Terziario ha portato a postulare la teoria che simili impatti possano essere la causa di altri eventi di estinzione di massa, includendo l'estinzione P–Tr, che vide l'estinzione del 90% delle specie viventi e dunque è in corso la ricerca dicrateri da impattodell'antichità appropriata concomitanti alle altre estinzioni.
Nello stesso periodo, tra 251 e 250 milioni di anni fa, inSiberiasi verificò una gigantesca eruzione di lava, nota cometrappo Siberiano,forse prodotta da molteplici coni vulcanici (o forse dovuta ad un potentissimo impatto asteroidale, che vide le sue tracce cancellate dal trappo) lungo una linea di faglia lunga migliaia di kilometri, che si espanse per milioni di kilometri quadrati (coprendo una superficie grande come gli Stati Uniti con uno strato di basalto, in alcuni punti spesso fino a 5 km). NelleAlpiitaliane esiste uno strato geologico dell'epoca caratterizzato dalla scarsità dei fossili, dalla presenza di resti microscopici difunghie dalla scomparsa negli strati sovrastanti di molti tra i fossili del periodo precedente.L'eruzione siberiana, che si verificò attraverso dei depositi dicarbone, introdusse una massiccia quantità delgas serrametanoin atmosfera e portò a un aumento delle temperature mondiali di almeno 5 °C e alla successiva acidificazione del mega-oceanoMirovia.
Sarebbero riferibili ad un evento d'impatto a livello del confine geologico P–Tr: la presenza in Australia e in Antartide di rari granelli dicoesite;la presenza difullerene(e composti simili) che inglobagas nobiledi origine extraterrestre;frammenti di meteorite in Antartide;e micro-sferule ricche di ferro, nichel e silice, forse create da un impatto asteroidale.Comunque, l'accuratezza della maggior parte di queste ipotesi e dei presunti ritrovamenti è stata messa in discussione.Ad esempio, ilquarzodal monteGraphite Peakdell'Antartide, in un primo tempo consideratocoesite"da impatto," è stato riesaminato tramitemicroscopio otticoemicroscopio elettronicoa trasmissione, concludendo che le caratteristiche osservate non erano dovute allo shock, ma piuttosto alladeformazione plastica, compatibile con la sua formazione in un ambiente ditettonicatradizionale come quello vulcanico.
Sono stati proposti altri possibili crateri d'impatto risalenti al confine temporale paleozoico/mesozoico, come cause o concause dell'estinzione P-Tr, includendo lastruttura Bedoutal largo della costa nordovest dell'Australia,e, ancora più speculativamente, la strana forma rotondeggiante dell'interoGolfo del Messico.Per ognuna di queste, l'ipotesi che il responsabile sia stato un impatto astronomico non è stata provata, e alcune di tali proposte sono state ampiamente criticate dalla comunità dei geologi. Ad esempio nel caso dellaTerra di Wilkes, non esiste accordo sull'età complessiva di questa formazione geofisica situata al di sotto dei ghiacci, che potrebbe essere successiva all'estinzione del Permiano–Triassico.
È l'assenza di un'alta concentrazione di iridio e di quarzo alterato che ha impedito la vasta accettazione che anche l'estinzione di massa del Permiano-Triassicosia stata provocata da un impatto. Durante il tardo Permiano si ritiene che tutti i continenti fossero uniti a formare ilsupercontinentePangeae che le masse marine formassero ilsuperoceanoPantalassa. Se un impatto avvenisse sulle profondità oceaniche, abbastanza lontano dalle terre emerse, allora ci sarebbe un minimo rilascio diquarzo da impatto(dal momento che la crosta oceanica ha relativamente pocosilicio) e il materiale eiettato potrebbe non essere sparso nell'atmosfera ma negli oceani. Anche se ora c'è un'accettazione generale che ci sia stato un colossale impatto alla fine del Cretaceo che ha prodotto un arricchimento in iridio dellostrato K-T, sono stati trovati tracce di altri impatti con lo stesso ordine di grandezza che non hanno dato luogo ad estinzioni di massa, inoltre non si conoscono collegamenti certi tra un impatto e le estinzioni di massa. Nonostante questo si ritiene che le estinzioni di massa dovute ad impatti siano solo un evento occasionale nella storia della Terra.
Se unimpatto cometariosul mare fosse la causa principale dell'estinzione P–Tr, è molto probabile che il cratere non esista più. Dal momento che il 70% della superficie della Terra è costituita da mari e oceani, esiste una probabilità doppia che un asteroide o cometa colpisca l'oceano rispetto alle terre emerse. Nessuna crostabasalticadi pavimento oceanico ha un'antichità superiore ai 200 milioni di anni, dal momento che il processo a tipo "nastro trasportatoredelle placche" creato dalle dorsali centro-oceaniche e lasubduzionedel fondo oceanico sotto i continenti (come sotto leAnde, o nellaFossa delle Marianneo inGiappone) la distrugge in un tempo inferiore a quel lasso di tempo. Inoltre alcuni ipotizzano che i crateri prodotti da impatti molto grossi vengano mascherati da un'esondazione di lavadalmantello terrestre(come avviene per i mari dellaLuna) quando la crosta terrestre viene forata o indebolita fortemente, processo che inoltre immette nell'atmosfera enormi quantità diacido solforico.
Nel 1980 il fisicoLuis Álvareze collaboratori dell'Università della California - Berkeleyscoprirono alte concentrazioni del raro elementoiridio, che abbonda nellemeteoriti, in unostratodi rocce dellacrosta terrestrenoto come "strato dell'iridio", datato a 65 milioni di anni. Dalla quantità e distribuzione di questo elemento, il team di Alvarez stimò che un asteroide del diametro di 10–14 km avesse colpito la Terra in quell'epoca. Questo strato, noto come "limite K-T", è stato trovato in strati coevi in tutto il mondo in almeno 100 siti. Inoltre nello strato si trovacoesite(quarzosottoposto a forte pressione multi-direzionale), che si forma soltanto negli impatti più grandi o nei siti di esplosioni dellebombe atomicheo dellebombe termonucleari, che è riscontrabile in 30 dei precedenti siti, e in cui si trova anchecenereeparticolato carboniosoa livelli di decine di migliaia di volte superiori alla norma.
Nel "Limite K-T" si trovano inoltreisotopidelcromoin proporzioni simili a quelli presenti nelle meteoriti del tipocondrite carbonacea. Un possibile corpo impattante candidato per questo evento sarebbe un asteroide carbonaceo o anche una cometa, visto che si ritiene che molte comete siano asteroidi carbonacei ricoperti di ghiaccio.
La più convincente evidenza di una probabile catastrofe globale è stata la scoperta del cratere che da allora è chiamatoCratere di Chicxulub. Questo cratere, situato nellapenisola dello Yucatán, in Messico, è stato scoperto da Tony Camargo e Glen Pentfield mentre stavano lavorando come geofisici per la compagnia petrolifera messicanaPEMEX.
Quella che essi riportarono essere una struttura geologica circolare, si rivelò essere un cratere del diametro di 180 km.
In seguito altri ricercatori scoprirono che l'estinzione di massa della fine del Cretaceo che portò alla scomparsa dei dinosauri, è avvenuta in un lasso di tempo stimabile in migliaia di anni invece dei milioni di anni ipotizzati precedentemente.
Questo ha fatto sì che la maggior parte degli scienziati accettasse l'ipotesi che questa estinzione di massa sia stata originata da un evento ben delimitato nel tempo e nella superficie terrestre, che con quasi assoluta certezza è stato un impatto di un corpo extraterrestre con la Terra e non, come si ipotizzava precedentemente, da un aumento dell'attività vulcanica e da un cambiamento climatico che avrebbero esercitato i loro effetti letali lungo un arco di tempo più lungo.
Nel 2010-2011 sono state eseguite simulazioni al computer del comportamento dell'onda sismicagenerata dall'asteroide dell'impatto di Chicxulub (con un'energia equivalente di circa 2 milioni dimegaton, pari a 40.000 volte laBomba Zar) il viaggio dell'onda attraverso crosta, mantello, nucleo terrestre e la zona di rifocalizzazione (attorno aiTrappi del Deccan) corrispondente a quel punto della superficie terrestre di 70 milioni di anni fa.
Alcuni crateri meteoritici in differenti continenti (per esempio ilcratere SilverpitnelMare del Nord, ilcratere BoltyshinUcrainae ilcratere di Shivanell'Oceano Indiano) sono risultati avere circa la stessa età del cratere di Chicxulub.
Queste datazioni hanno fatto ipotizzare che il cratere di Chicxulub sia solo uno dei crateri di un gruppo, che si sarebbero formati contemporaneamente dall'impatto dei frammenti di una cometa frantumata nell'impatto con la Terra durante un evento simile a quello generato dalla caduta dei frammenti dellacometa Shoemaker-Levy 9sul pianeta Giove nel1994.
Intorno a 15 milioni di anni fa, durante ilMiocene, fase delCenozoico, un impatto asteroidale avvenne nella regione delRies, al confine traBavieraeBaden-Württemberg, creando un cratere di circa 20 km. di diametro; all'interno di questo avvallamento, ritenuto fino a pochi decenni fa un vulcano estinto, è sorta la città diNördlingen. Si stima che l'asteroide viaggiasse ad una velocità di 70.000 km/h, e che quando colpì la Terra, l'energia impressa dall'urto abbia portato la temperatura del suolo oltre i 25.000 °C, causando la trasformazione delle particelle carbonacee in oltre 70.000 tonnellate di microscopici diamanti, ciascuno della dimensione di circa 0.2 mm. Solo negli anni '60, due scienziati americani, Eugene Shoemaker e Edward Chao, dimostrarono che in realtà la depressione era stata causata dall'impatto di un meteorite.
In aggiunta agli impatti estremamente potenti che avvengono circa ogni decina di milioni di anni, si osservano numerosi impatti più piccoli che avvengono molto più frequentemente ma che lasciano tracce molto minori. A causa delle costanti e potenti forze dell'erosioneall'opera quotidianamente sulla Terra, si possono rilevare soltanto esempi relativamente recenti di questi piccoli impatti. Alcuni tra i più famosi o interessanti esempi sono:
Altri impatti preistorici più recenti, sono stati teorizzati dal Holocene Impact Working Group, comprendente Dallas Abbott dellaColumbia UniversityLamont-Doherty Earth Observatory(Palisades,New York).L'attenzione di questo team di ricercatori si è indirizzata su quattrodepositi sedimentari chevronpresenti all'estremità meridionale delMadagascarcontenentimicrofossilioceanici delle alte profondità fusi con particelle metalliche usualmente ritrovate nei pressi di siti d'impatti meteorici. Tutti questi depositi presentano un allineamento verso un punto situato nei pressi del centro dell'Oceano Indianodove è stato scoperto il Cratere Burckle,di 29 km di diametro, circa 25 volte più grande del Cratere Barringer e situato a 3.800 metri di profondità. Questo team ritiene che un grande asteroide o una cometa ha impattato la Terra attorno al 2.800-3.000 a.C. producendo un megatsunami alto almeno 180 metri, dando luogo a un catastrofico evento che ha colpito l'Umanità nellaculla della civiltà.Se sarà dimostrato che questo e altri eventi sono impatti cosmici significherà che il tasso di impatti asteroidali è molto più alto di quanto correntemente ritenuto.