Приблизительно 66 миллионов лет назад произошло столкновение с Землей астероида размером с город, что послужило началом длительного периода тьмы, приведшего к исчезновению большинства динозавров.
Фото: openverse by dmsumon is licensed under CC BY 2.0
Специалисты долгое время дискутировали о том, какой аспект этого события, известного как "воздействие Чиксулуб", оказал наибольшее воздействие на климат. Были ли это частицы серы, выбрасываемые при испарении осадочных пород? Дым от последующих мировых лесных пожаров? Или пыль, поднятая самой скалой Юкатана?
Новое исследование предполагает, что именно пыль оказала наибольшее разрушительное воздействие после удара. В то время как дым и сера способствовали мировой тьме и ядерной зиме, замедлив фотосинтез почти на два года, мелкие частицы пыли от гранита, разбросанного в результате столкновения, оставались в атмосфере в течение 15 лет. Удар астероида привел к постепенному вымиранию, в результате которого погибло 75% всех видов на планете.
"Мы обнаружили, что воздействие пыли на фотосинтез было огромным, гораздо большим, чем мы ожидали до этого исследования" — отметил Сем Берк Сенель, руководитель исследования и постдокторант планетологии в Королевской обсерватории Бельгии
Астероид, столкнувшийся с Землей в конце мелового периода (145-66 миллионов лет назад), создал кратер шириной 110 миль (180 километров) и глубиной 12 миль (20 км). Материал из этой пропасти быстро попал в атмосферу. В первые несколько часов после столкновения частично расплавленные каменные капли начали падать обратно на поверхность в сотнях миль от места удара.
Однако существовали и мельчайшие частицы. В новом исследовании, опубликованном в журнале "Nature Geoscience", Сенель и его коллеги использовали данные из местности в Северной Дакоте, известной как Танис, где слой породы толщиной 1,3 метра сохраняет следы обломков после столкновения. С помощью измерения размеров этих частиц они определили, что было выброшено в атмосферу в результате столкновения. Затем эти данные были использованы для создания компьютерной модели глобальной атмосферы.
Моделирование показало, что частицы пыли диаметром от 0,8 до 8 микрометров распространялись по всей планете в течение недели, фактически покрывая атмосферу. Эти частицы были меньше диаметра обычного человеческого волоса и могли легко попасть в легкие. Это внезапное покрытие атмосферы привело к приостановке фотосинтеза на Земле примерно на две недели. Восстановление заняло не менее 620 дней (примерно 1,7 года), и растениям потребовалось как минимум четыре года, чтобы вернуться к нормальной фотосинтезирующей активности. Долговечность пыли оказалась критически важной для жизни на Земле. В то время как частицы серы начали оседать из атмосферы через 8,5 лет после столкновения, частицы пыли такого размера могли оставаться в атмосфере в течение 15 лет.
"Совокупный вклад всех этих выбросов привел к снижению температуры поверхности на целых 15 градусов по Цельсию, что в основном связано с серой и пылью" — заявил Сем Берк Сенель.
Хотя результаты исследования вызывают интерес, это, вероятно, не последнее слово в дискуссии о том, какие частицы — сажа, пыль или сера — оказали наибольшее воздействие на массовое вымирание в конце мелового периода. Различные климатические модели могут привести к различным результатам, и разногласия между учеными по этому вопросу связаны с этими различиями.
"Существует множество важных процессов, которые могут влиять на оптические свойства аэрозолей и длительность их пребывания в атмосфере, но эти процессы сложно точно моделировать, особенно в случае воздействия Чиксулуб" — заметил Клэй Тейбор, палеоклиматолог из Университета Коннектикута.