Gigantisk meteorit förpassade våra förfäder till frysen

Scenen låter som början – eller slutet – på en katastroffilm. Men katastrofen är verklig och våra förfäder var vittne till den för bara 13 000 år sedan. Det visar ett nytt fynd av en enorm meteoritkrater under Grönlands inlandsis.

Forskarnas studier pekar också på att meteoriten inte bara krossade istäcket och jordskorpan utan kastade ut planeten i tusen års kyla – en drastisk klimatförändring som utrotade hela folkslag och i slutändan förändrade mänsklighetens historia för alltid.

Radar avslöjar enorm fördjupning

Forskarna känner till cirka 180 meteoritkratrar på jorden – i många olika storlekar och på alla kontinenter.

Den mest imponerande är Vredefortkratern, som skapades när ett föremål med en diameter på tolv kilometer för två miljarder år sedan slog ned i det som i dag är Sydafrika. 14 000 kubikkilometer sten smälte omedelbart och material slungades 2 500 kilometer bort och landade i bland annat Skandinavien.

Vid den tiden beboddes jorden bara av encelliga organismer och de enkla ekosystemen klarade sannolikt av katastrofen utan några drastiska förluster.

En liknande händelse i dag skulle dock utrota stora delar av livet på planeten eftersom den stoftfyllda atmosfären skulle stänga ute solljuset i flera årtionden och sänka jordens genomsnittstemperatur från nuvarande 15 grader till under fryspunkten.

Lyckligtvis har inga meteoriter av den kalibern träffat jorden sedan ett tio kilometer brett klippblock utrotade dinosaurierna för cirka 65 miljoner år sedan.

Risken för katastrofala nedslag finns alltid och därför är det viktigt för geologerna att hitta och undersöka så många kratrar som möjligt. Endast på så sätt kan de klarlägga exakt vilka effekterna av nedslagen är, och hur ofta de förekommer.

Det blev därför stor uppståndelse när forskare 2015 började misstänka att det fanns en stor och hittills okänd krater under den kilometertjocka inlandsisen i nord-västra hörnet av Grönland.

Genom att jämföra ett större antal radarmätningar som i huvudsak samlats in av Nasa under en 20-årsperiod upptäckte forskarna den skål-formade fördjupningen i berggrunden. En radar kan se genom isen och mätningarna avslöjade att fördjupningen hade en diameter på hela 31 kilometer.

Innan forskarna – med Kurt Kjær, dansk geolog och professor, i spetsen – kunde vara säkra på att fördjupningen var en krater behövde de göra flera undersökningar.

Därför reste de 2016 till Grönland för att leta efter spår på kusten utanför fördjupningen medan överflygningar med en ny och mer kraftfull radar ombord på Alfred Wegener-Institutets forskningsplan Polar 6 samlade in mätningar med ännu högre upplösning.

Guld och sand pekar på meteorit

På den stora smältvattenslätten framför den grönländska inlandsisen spanade man efter fler tecken på den gömda kratern, som kallas Hiawathakratern efter en närliggande glaciär.

Forskarna fann exakt vad de letade efter. I proverna av sand och grus som den smälta isen transporterar ut från glaciären hittade geologerna tydliga tecken på att en meteorit varit inblandad.

Bland annat visade de små sandkornen av kvarts tydliga tecken på en extrem tryckpåverkan. I mikroskopet kunde forskarna se små sprickor i mineralerna och genom att jämföra med prover från andra kratrar stod det klart att en meteorit var den mest sannolika förklaringen.

Höga halter av sällsynta grundämnen (som guld, nickel och kobolt) i mineral­proverna skvallrade också om att det fanns en meteoritkrater under isen, men de berättar ytterligare en historia: Att det handlar om en järnmeteorit.

Järnmeteoriter består nästan uteslutande av järn och järn/nickel-legeringar, och de klarar färden ned genom atmosfären betydligt bättre än sten­meteoriter som oftast sprängs och brinner upp.

Därför utgör järnmeteoriter 90 procent av alla de stora meteoriter som påträffats på jorden, trots att det är relativt sällsynt att järnmeteoriter slår ned på planeten.

Upptäckten att Hiawatha-meteoriten var av järntypen löser kanske gåtan om två stora och flera mindre järnmeteoriter som de senaste århundradena har påträffats i nordvästra Grönland, cirka 300 kilometer söder om Hiawatha.

Den största är den drygt 30 ton tunga Ahnighito som hittades 1894. Den kan i dag ses på American Museum of Natural History i New York, USA, och är världens tredje största järnmeteorit. Den andra stora är Agpalilik på drygt 20 ton, som hittades 1963 och i dag kan ses framför Geologisk Museum i Köpenhamn i Danmark.

De två meteoriterna är av samma järntyp och därför tror forskarna nu att de är rester av Hiawatha-meteoriten. Allt annat skulle vara statistisk osannolikt, menar de.

Med de överväldigande bevisen från radar, mineraler och andra undersökningar – och kanske till och med rester från själva meteoriten – är det extra intressant att fastställa när det hände. Här står forskarna inför en större utmaning eftersom det inte går att göra en direkt åldersbestämning.

Radarmätningar har visat att kratern är välbevarad med branta sluttningar och en central förhöjning som kännetecknar en ung krater. Eftersom is blixt­snabbt kan slipa av ojämnheter är kratern högst tre miljoner år gammal och sannolikt under en miljon år.

Samtidigt visade radarundersökningar att den äldsta isen i kratern är ung i förhållande till isen på andra platser i Grönland, och att isen råkat ut för en våldsam händelse strax före slutet på den senaste istiden för drygt 11 500 år sedan.

Sammantaget pekar resultaten på att kratern kan vara svaret på en av de största gåtorna inom klimatforskningen.

Nedslag förklarar extrem kyla

För 12 850 år sedan var jorden på väg ut ur den senaste istiden när en temperaturhöjning plötsligt vände och planeten fick utstå ytterligare 1 300 års kyla.

Det satte stopp för havsströmmarna. Glaciärerna i Nordamerika, Skandinavien och Sibirien slutade smälta tillbaka mot polerna och växte till och med lite, och den spirande skogen i bland annat södra Skandinavien avlöstes återigen av tundra.

Orsaken till det drastiska skiftet har hittills varit okänd, men nu menar forskarna bakom upptäckten av Hiawathakratern att deras enorma meteorit är boven i dramat. Effekterna av nedslaget är exakt det som krävs för att sätta igång den kedjereaktion som orsakade en nedkylning av stora delar av vår planet.

Forskare har tidigare visat att nedkylningen – som kallas yngre dryas-kylan – slog till med en hittills aldrig skådad hastighet.

2009 undersökte den kanadensiske geologen William Patterson och hans kolleger borrkärnor från en irländsk havsbotten och upptäckte att ekosystemet i området kollapsade på några månader när yngre dryas-kylan slog till. Effekten på klimatet motsvarade att Stockholm skulle ha flyttats till Svalbard.

Tempot i klimatförändringen bidrar till att underbygga idén om att orsaken till yngre dryas inte var en naturlig växling som skulle ta lång tid att slå igenom, utan en katastrofal händelse som på rekordtid kastade planeten tillbaka i kyla.

Även undersökningar av borrningen ned i Grönlands inlandsis har visat att klimatskiftet inträffade på högst tre år.

Det finns flera skäl till varför ett stort meteoritnedslag är en självklar förklaring på den plötsliga nedkylningen.

Ett nedslag av den storleksordningen och den geografiska placeringen skulle för det första fylla atmosfären med stoft, aska och mikroskopiska droppar som kunde blockera solens ljus och värme i upp till ett årtionde.

Det skulle sänka temperaturen eftersom mer energi under en tid skulle försvinna från jorden än vad solen kunde ge planeten.

För det andra skulle uppvärmningen från nedslaget ha skapat enorma mängder smältvatten som skulle ha strömmat ut från inlandsisen i Atlanten. Här skulle det ha bildat ett lätt lager färskvatten ovanpå det tunga saltvattnet.

Locket skulle bromsa havscirkulationen och stoppa den transport av ljummet vatten från ekvatorn norrut som vi i dag kallar Golfströmmen.

Totalt föll den globala temperaturen under yngre dryas med mellan tre och fyra grader – vilket gick hårt åt befolkningen i Europa och Nordamerika.

Kyla utplånade hela folkslag

När yngre dryas tog slut efter 1 300 år avlöstes den av den nuvarande varma perioden, Holocen.

Klimatet blev betydligt mer stabilt, vilket bättrade på möjligheterna att bruka jorden. Resultatet blev de första försöken med jordbruk och fasta bosättningar som uppstod i stort sett samtidigt för cirka 11 500 år sedan i bland annat Mellanöstern, Kina, Mexiko och Peru.

Utan yngre dryas-kylan skulle jordbruket kanske ha uppstått över tusen år tidigare, och våra civilisationer skulle i dag ha nått längre än vi gjort.

Den plötsliga kylan fick också betydligt mer handgripliga konsekvenser.

Början på yngre dryas sammanfaller med kollapsen av det så kallade Clovisfolket, som var ett av de tidigaste folkslagen i Nordamerika – möjligen för att kylan slog ut många av de djur som Clovisfolket levde av.

Upptäckten av Hiawathakratern och dess koppling till yngre dryas ger forskarna en hittills saknad insikt i hur ett meteoritnedslag kan påverka mänskligheten – och påminner oss om de konsekvenser som dagens avsmältning i Arktis kan få.

Samtidigt gör kraterns unga ålder att man nu anser att stora meteoritnedslag kan ske oftare än man tidigare trott.

Nya undersökningar ska nu ge oss svaren på kraterns sista gåtor.