Астероидная пыль вызвала 15-летнюю зиму, убившую динозавров




Фото из открытых источников
Около 66 миллионов лет назад астероид размером с город врезался в территорию нынешнего полуострова Юкатан, положив начало долгому периоду тьмы, уничтожившему нептичьих динозавров. Исследователи уже давно спорят, какой именно аспект этого события, известного как воздействие Чиксулуб, вызвал быстрое изменение климата. Были ли это частицы серы из испаряющихся осадочных пород? Копоть от последующих глобальных лесных пожаров? Или пыль из самой скалы Юкатана?
 
Теперь новое исследование утверждает, что пыль была самым смертоносным аспектом удара. В то время как сажа и сера способствовали глобальной тьме и ударной зиме, которая остановила фотосинтез почти на два года, мелкая пыль от гранита, распыленного в результате удара, оставалась в атмосфере до 15 лет. Удар астероида привел к спиральному вымиранию, в результате которого погибло 75% всех видов на планете.
 
Моделирование палеоклиматической модели показывает перенос пыли по планете, указывая на то, что меловой мир был окружен силикатной пылью в течение нескольких дней после удара Чиксулуб.
 
«Мы обнаружили, что вызванное пылью нарушение фотосинтетической активности огромно, намного больше, чем мы ожидали до этого исследования», — рассказал руководитель исследования Сем Берк Сенель из Королевской обсерватории Бельгии.
 
Космическая скала, которая врезалась в Землю в конце мелового периода (145–66 миллионов лет назад), оставила после себя кратер шириной 180 километров и глубиной 20 км. Материал, находившийся в этой пропасти, быстро попал в атмосферу. В первые пару часов после удара частично расплавленные каменные шарики начали падать обратно на поверхность в сотнях миль от удара.
 
Обзор границы мела и палеогена в Северной Дакоте (США).  Отложения указывают на речную и болотную среду конца эпохи динозавров.  Розово-коричневый слой содержит обломки выбросов, образовавшиеся в результате удара Чиксулуб, и данные о размерах зерен этого интервала были использованы в качестве входных параметров для исследования моделирования климата.
 
Но были и более мелкие частицы. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, Сенел и его коллеги использовали данные с участка в Северной Дакоте под названием Танис, где секция породы толщиной 1,3 метра сохраняет снимок дождя из обломков после удара. Исследователи измерили размеры зерен в этом слое, чтобы определить, что было выброшено в атмосферу в результате столкновения. Затем они ввели эту информацию в компьютерную модель глобальной атмосферы.
 
Моделирование показало, что примерно за неделю частицы пыли диаметром от 0,8 до 8 микрометров путешествовали по всему земному шару, по существу покрыв атмосферу. Эти частицы меньше диаметра типичного человеческого волоса. Сегодня Агентство по охране окружающей среды относит частицы диаметром менее 10 микрометров к «вдыхаемым частицам», поскольку они могут легко попасть в легкие.
 
Лазерно-дифракционный анализатор размера зерен HELOS в седиментологической лаборатории Свободного университета Амстердама.  Этот прибор использовался для измерения размерных свойств образцов отложений пограничных меловых и палеогеновых отложений, изображенных на переднем плане.
 
Исследователи сообщают, что внезапное покрытие атмосферы остановило фотосинтез на Земле примерно на две недели. Он не возвращался в течение 620 дней и растениям потребовалось как минимум четыре года, чтобы начать фотосинтезировать со скоростью, наблюдавшейся до удара. (По оценкам исследователей, после удара Чиксулуб около половины видов растений вымерло, но растения жили лучше, чем животные, потому что их семена могли ждать в состоянии покоя, пока лучшие условия не прорастут снова.) Долговечность пыли оказалась катастрофической для жизни. В то время как частицы серы начали выпадать из атмосферы примерно через 8,5 лет, частицы пыли такого размера могли оставаться в атмосфере в течение 15 лет.
 
«Совокупные выбросы всех этих выбросов приводят к снижению температуры поверхности на целых 15 градусов по Цельсию, что в основном обусловлено серой и пылью», — сказал Сенел.
 
Но исследование вряд ли станет последним словом в вопросе о том, были ли частицы сажи, пыли или серы наибольшим вкладом в массовое вымирание в конце мелового периода. В различных исследованиях используются разные климатические модели, что может повлиять на результаты, а различия между используемыми моделями могут объяснить разногласия среди исследователей относительно того, сажа или пыль оказали наибольшее глобальное воздействие.
 
«Существует множество важных процессов, которые могут повлиять на оптические свойства аэрозолей и время жизни атмосферы, но эти процессы сложно точно смоделировать, особенно в крайнем случае воздействия Чиксулуб», — говорят ученые.