Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

См. Также: Кратер Чиксулуб

Координаты : 21 ° 24'N 89 ° 31'W. / 21,400 ° с. Ш. 89,517 ° з. / 21,400; -89,517

Карта аномалий силы тяжести в районе кратера Чиксулуб . Красный и желтый - максимумы силы тяжести, зеленый и синий - минимумы силы тяжести, белые точки обозначают воронки или « сеноты », а белая линия - береговая линия полуострова Юкатан . [1] [2]

Чиксулуб Ударный ( / tʃ я к ʃ ə л ¯u б / Cheek -shə-loob ), также известный как ударника К / Pg или (более умозрительно) как астероид Chicxulub , был астероид или другого небесного тела , который ударил Землю около 66 миллионов лет назад, образовав кратер Чиксулуб и, согласно научному консенсусу , выступив в качестве основной причины вымирания мелового и палеогенового периода . Обычно считается, что ударник был астероидом.диаметром около 15 км (10 миль), но его состав и размер остаются предметом споров среди экспертов. Он назван в честь города Чиксулуб Пуэбло , который находится недалеко от центра кратера, созданного его ударом.

Связь с мелово-палеогеновыми вымираниями [ править ]

В геологической летописи воздействие Чиксулуб близко совпадает с границей мелового периода и палеогена ( граница K-Pg) и событием вымирания мелового периода и палеогена , при котором большинство крупных растений [3] и почти все крупные животные, включая всех нептичьих динозавров , вымерли. Граница K – Pg и влияние Чиксулуб датируются чуть более 66 млн лет [4] (хотя в более ранних текстах часто используется дата 65 млн лет). Научный консенсус считает, что удар Чиксулуб был основной причиной массового вымирания. Эта теория основана на нескольких линиях доказательств, включая совпадение во времени столкновения с массовым вымиранием в летописи окаменелостей ,иридиевая аномалия в слое K – Pg и чрезвычайно серьезные глобальные последствия удара, которые можно найти в геологических данных или оценить по моделям. [5]

Другие предполагаемые причины массового вымирания включают климатические эффекты вулканизма Декканских ловушек [6], но большинство экспертов полагают, что эти эффекты были, в лучшем случае, способствующими факторами.

Ударник [ править ]

По состоянию на 2021 год эксперты придерживаются различных мнений о происхождении и составе ударного элемента, а также о физических параметрах, таких как его размер, масса и скорость. Дебаты основаны на летописи окаменелостей , геологическом анализе ударного кратера и пограничного слоя K – Pg , вычислительных моделях гидродинамики , статистических исследованиях популяций астероидов и других источниках данных.

В текстах для широкой аудитории диаметр ударного элемента иногда указывается примерно от 10 до 15 км. Это находится в пределах диапазона размеров, которые в текущих исследованиях считаются правдоподобными, но все же ближе к меньшему. В одном анализе моделей, проведенном Гектором Хавьером Дюран-Мантерола и Гваделупе Кордеро-Терсеро в 2014 году [7], медиана оценок нижнего диаметра моделей составляла 10,7 км, а медиана верхних оценок составляла 31,6 км (что представляет собой пористую поверхность). комета).

Одним из примеров недавних оценок параметров является исследование 2020 года, проведенное Гаретом Коллинзом, Нариссой Патель и др. в природе коммуникаций , [8] сообщили данные из кратера образцов керна (принятых IODP - ICDP экспедиции 364 в 2016 году). Авторы моделируют один сценарий с использованием ударника диаметром 17 км, плотностью 2650 кг / м 3 и, следовательно, массой около6,82 × 10 15  кг , ударяется о Землю со скоростью 12 км / с под углом 60 ° от горизонтали. В другом сценарии, который также приблизительно соответствует проанализированным свидетельствам, они моделируют ударный элемент диаметром 21 км и массой1,28 × 10 16  кг , скорость 20 км / с, угол удара 45⁰. Эти значения не являются окончательными; они просто иллюстрируют один набор оценок экспертов, основанных на текущих данных. Их параметр плотности приближается к параметру углеродистого хондритового астероида, который часто считается вероятным типом ударника. [9] [10] [11]

Возможно, но не является частью консенсуса, что другие связанные ударные элементы поражают Землю одновременно с ударным элементом Чиксулуб или в период усиленных ударов. Шива кратер и кратер Silverpit были выдвинуты в нескольких гипотез воздействия, но ни одна из них не получила широкое признание как ударный кратер на всех. Кратер Болтыш является общепризнанным ударным кратером и датируется примерно тем же временем, что и кратер в Чиксулубе, но до сих пор нет доказательств, конкретно связывающих Болтыш ни с кратером Чиксулуб, ни с массовым вымиранием. Исследования границы мелового периода и палеогена обычно предполагают одно крупное воздействие - Чиксулуб.

Родительский орган [ править ]

Вопрос о составе ударного элемента и астрономическом происхождении (которые тесно связаны) активно обсуждался по существу с момента появления гипотезы Альвареса. Сила удара трансформировала, распространила и перемешала фактический материал ударного элемента, что сделало его состав намного труднее определить, чем при исследованиях ударов, где можно исследовать однозначные, неповрежденные фрагменты метеорита . По состоянию на 2021 год нет научного консенсуса по составу ударного элемента Chicxulub, но некоторые возможности считаются более вероятными, чем другие. Геологические данные обычно предполагают наличие углистого хондритового астероида, небольшой фрагмент которого, возможно, был обнаружен [11].но есть мнение меньшинства, что ударник был кометой. [12] [13] Было предложено несколько теорий его происхождения на основе наблюдений за астероидами (или кометами) в Солнечной системе.

Одна из теорий происхождения ударного элемента была предложена Уильямом Ф. Боттке , Дэвидом Вокроухлицки и Дэвидом Несворны в статье, опубликованной в журнале Nature в 2007 году. [14] Они утверждали, что столкновение в поясе астероидов около 160 млн лет назад привело к образованию семьи Баптистина из астероидов, самый крупный из сохранившихся членов - 298 Баптистина . Они предположили, что ударник Чиксулуб был астероидом, входящим в эту группу, имея в виду большое количество углеродистого материала, присутствующего в микроскопических фрагментах на этом месте, и предполагали, что он был членом редкого класса астероидов, называемых углеродистыми хондритами , таких как Баптистина. Однако в 2011 г.Wide-field Infrared Survey Explorer пересмотрел дату столкновения, в результате которого возникла семья Баптистина, примерно до 80 млн лет, что поставило под сомнение гипотезу, поскольку обычно процесс резонанса и столкновения астероида занимает многие десятки миллионов лет. [15]

Другая работа связала астероид P / 2010 A2 , член семейства астероидов Флора , как возможную когорту остатков ударного элемента Чиксулуб. [16]

В феврале 2021 года Амир Сирадж и Ави Лоеб опубликовали в Scientific Reports статью, в которой утверждали, что источником удара является орбитально возмущенная солнечная комета [13], но эта теория была встречена скептицизмом со стороны других экспертов. [12]

Воздействие [ править ]

По мнению Коллинза, Patel, и др 2020 бумаги др.'S, круто-наклонной траектории для воздействия Chicxulub , [8] ударник подошли с северо - под углом между приблизительно 45⁰ и 60⁰ от горизонтали. Он упал в мелкий океан и в течение 20 секунд после приземления открыл переходную полость глубиной около 30 км (большую часть пути через земную кору к ее мантии).). Хотя лежащая в основе физика имеет много важных отличий, в первом приближении удар можно представить как всплеск. Переходная полость, открытая начальным сжатием ударного элемента, разрушилась (закрылась) в течение 180 секунд и образовала пик высотой около 10 км, который затем упал и покинул место кратера относительно ровно через 300 секунд (5 минут) после приземления. [8] Между тем, удар поднял завесу выброса обломков, которая облетела мир со скоростью несколько км / с, образуя слой K – Pg, обнаруженный в геологической летописи во всем мире. [17]

Как и в случае любого другого удара со сверхвысокой скоростью , часть ударника и часть материала цели (земная кора) должны были испариться в чрезвычайно горячий, яркий огненный шар [18], который в масштабе удара Чиксулуб испустил огромное количество излучения. энергии. (Самое близкое сравнение в человеческом опыте является ядерным взрывом , но релиз энергии удара Chicxulub была порядка 100 миллионов мегатонн , [19] в то время как самая большая бомба когда- либо тестировал дала около 50 мегатонн.) Этой вспышка, а также сверхзвуковые ветры [19] и чрезвычайно сильные землетрясения (более сильные, чем любые, которые могут быть вызваны только земной корой [20] [21]), погибло бы практически все живое в радиусе примерно 1000 км, даже до того, как прилетели летящие обломки от удара. [19]

Споры о масштабах пожаров [ править ]

Когда обломки действительно упали по всему миру, он был бы нагрет давлением тарана, когда снова вошел в атмосферу, превратившись по существу в метеоры. Характер и последствия этого очень горячего возвращающегося мусора являются предметом постоянных дискуссий. Относительно постоянным признаком слоя K – Pg является сажа, подразумевающая очень большое количество горения. Это было интерпретировано как след интенсивного глобального лесного пожара из-за высыхания растительности и воспламенения из-за лучистого тепла возвращающихся обломков в первые часы после столкновения. См., Например, статью Дугласа Робертсона и др. За 2013 г. K-Pg extinction: Reevaluation of the heat-fire гипотеза . [22]Альтернативная точка зрения состоит в том, что сажа лучше объясняется ударом ударного элемента по области, богатой подземными углеводородами (например, керогеном , предшественником той нефти, которую люди теперь добывают в качестве топлива) и позволяющей ей сгореть. В качестве примеров позиций по эту сторону дискуссии см. Joanna Morgan et al., Revisiting wildfires на границе K-Pg , в 2013 г. [23], или сайт столкновения астероида Кунио Кайхо и Нага Осима, изменивший историю жизни на Земле. : низкая вероятность массового вымирания в 2017 году. [24] Эти последние теории придают меньшее значение лучистому теплу дождя из обломков.

Долгосрочные эффекты [ править ]

Основная статья: Меловое – палеогеновое вымирание

Хотя последствия удара в течение первых нескольких часов были чрезвычайно драматичными и жестокими, [19] и многие отдельные растения и животные могли погибнуть, большая часть массового вымирания, которое определяется вымиранием большого числа целых видов , является обычно понимается как результат изменений планетарной экосистемы в более длительном масштабе от месяцев до десятилетий или даже намного дольше. [25] Общая модель состоит в том, что пыль и газы в атмосфере существенно затемняют освещенность на поверхности (другими словами, затемняют солнце), что резко снижает глобальные температуры и замедляет первичную продуктивность , вызывая восходящий трофический каскад умирающих. офф. [26]Некоторые разработки этой модели включают важную роль сульфатных аэрозолей, образующихся при ударе о породах, богатых гипсом , которые можно смоделировать для создания временного падения средней температуры воздуха примерно на 8–15 ⁰C в диапазоне от года к десятилетию [27 ] и акцент на закисление океана как ключевой фактор медленного восстановления планетарной экосистемы. [25]

См. Также [ править ]

  • Гипотеза Альвареса
  • Хронология исследований мелового – палеогенового вымирания

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Николас М. Шорт, старший, Морфология кратера. Некоторые характерные ударные структуры. Архивировано 4 февраля 2012 г. в Wayback Machine на сайте nasa.gov , по состоянию на январь 2013 г.
  2. ^ Статья Николаса М. Шорта-старшего, похоже, переместилась, но изображение выше не переместилось вместе с ней. См. Раздел « Морфология кратера - некоторые характерные ударные структуры» на fas.org , по состоянию на 9 декабря 2015 г.
  3. ^ Вайда, Виви; Берковичи, Антуан (2014). «Глобальная структура растительности в интервале массового вымирания мелового периода и палеогена: образец для других событий вымирания» . Глобальные и планетарные изменения . 122 : 29–49. Bibcode : 2014GPC ... 122 ... 29V . DOI : 10.1016 / j.gloplacha.2014.07.014 . ISSN  0921-8181 .
  4. ^ Ренне, PR; Дейно, AL; Hilgen, FJ; Койпер, KF; Марк, Д.Ф .; Митчелл, WS; Morgan, LE; Mundil, R .; Смит, Дж. (7 февраля 2013 г.). «Временные рамки критических событий на границе мела и палеогена». Наука . Американская ассоциация развития науки (AAAS). 339 (6120): 684–687. Bibcode : 2013Sci ... 339..684R . DOI : 10.1126 / science.1230492 . ISSN 0036-8075 . PMID 23393261 . S2CID 6112274 .   
  5. ^ Schulte, P .; Alegret, L .; Arenillas, I .; Arz, JA; Barton, PJ; Баун, PR; Bralower, TJ; Christeson, GL; Claeys, P .; Кокелл, CS; Коллинз, GS; Deutsch, A .; Голдин, Т.Дж.; Goto, K .; Grajales-Nishimura, JM; Скорбь, РАФ; Гулик, СПС; Джонсон, КР; Kiessling, W .; Koeberl, C .; Кринг, Д.А.; MacLeod, KG; Matsui, T .; Melosh, J .; Montanari, A .; Морган, СП; Нил, CR; Николс, диджей; Норрис, РД; Pierazzo, E .; Ravizza, G .; Реболледо-Виейра, М .; Реймольд, WU; Робин, Э .; Salge, T .; Speijer, RP; Сладкий, AR; Urrutia-Fucugauchi, J .; Вайда, В .; Whalen, MT; Виллумсен, PS (2010). "Удар астероида Чиксулуб и массовое вымирание на границе мела и палеогена" . Наука . 327 (5970): 1214–1218.Bibcode : 2010Sci ... 327.1214S . DOI : 10.1126 / science.1177265 . ISSN  0036-8075 . PMID  20203042 . S2CID  2659741 .
  6. ^ Халл, Pincelli M .; Борнеманн, Андре; Penman, Donald E .; Хенехан, Майкл Дж .; Норрис, Ричард Д .; Wilson, Paul A .; Блюм, Питер; Алегрет, Лайя; Batenburg, Sietske J .; Bown, Paul R .; Bralower, Тимоти Дж .; Курнед, Сесиль; Дойч, Александр; Доннер, Барбара; Фридрих, Оливер; Jehle, Софи; Ким, Ходжунг; Крун, Дик; Липперт, Питер С .; Лорох, Доминик; Мебиус, Ирис; Мория, Кадзуёси; Пеппе, Дэниел Дж .; Равицца, Грегори Э .; Рёль, Урсула; Schueth, Jonathan D .; Сепульведа, Хулио; Секстон, Филип Ф .; Сиберт, Элизабет С .; Liwińska, Kasia K .; Вызывает, Роджер Э .; Томас, Эллен; Вестерхолд, Томас; Whiteside, Jessica H .; Ямагути, Тацухико; Захос, Джеймс С. (2020). «Об ударах и вулканизме на границе мела и палеогена». Наука . 367 (6475): 266–272.Bibcode : 2020Sci ... 367..266H . DOI : 10.1126 / science.aay5055 . ISSN  0036-8075 . PMID  31949074 . S2CID  210698721 .
  7. ^ Durand-Manterola, HJ; Кордеро-Терсеро, Г. (2014). «Оценка энергии, массы и размера импактора Chicxulub». arXiv : 1403.6391 [ astro-ph.EP ].
  8. ^ a b c Коллинз, GS; Patel, N .; Дэвисон, TM; Рэй, ASP; Морган, СП; Гулик, СПС (2020). «Крутой наклон траектории удара Чиксулуб» . Nature Communications . 11 (1): 1480. Bibcode : 2020NatCo..11.1480C . DOI : 10.1038 / s41467-020-15269-х . ISSN 2041-1723 . PMID 32457325 .  
  9. ^ Goderis, S .; Tagle, R .; Belza, J .; Смит, Дж .; Montanari, A .; Vanhaecke, F .; Erzinger, J .; Claeys, Ph. (2013). «Переоценка содержания и соотношения сидерофильных элементов через границу мелового периода и палеогена (K – Pg): последствия для природы снаряда». Geochimica et Cosmochimica Acta . 120 : 417–446. Bibcode : 2013GeCoA.120..417G . DOI : 10.1016 / j.gca.2013.06.010 . ISSN 0016-7037 . 
  10. ^ Shukolyukov, A. (1998). «Изотопные свидетельства мелового-третичного импактора и его тип». Наука . 282 (5390): 927–930. Bibcode : 1998Sci ... 282..927S . DOI : 10.1126 / science.282.5390.927 .
  11. ^ a b Кайт, Фрэнк Т. (1998). «Метеорит с границы мелового и третичного периодов». Природа . 396 (6708): 237–239. Bibcode : 1998Natur.396..237K . DOI : 10.1038 / 24322 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4381596 .  
  12. ^ a b Феррейра, Бекки (15 февраля 2021 г.). "Откуда взялся импактор, убивающий динозавров?" . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 15 февраля 2021 года . 
  13. ^ а б Сирадж, Амир; Лоеб, Авраам (15 февраля 2021 г.). «Распад долгопериодической кометы как причина вымирания динозавров» . Природа . 11 (1): 3803. arXiv : 2102.06785 . Bibcode : 2021NatSR..11.3803S . DOI : 10.1038 / s41598-021-82320-2 . PMC 7884440 . PMID 33589634 .  
  14. ^ Bottke, Уильям Ф .; Вокроухлицкий, Давид; Несворны, Давид (2007). «Распад астероида 160 млн лет назад как вероятный источник удара K / T». Природа . 449 (7158): 48–53. Bibcode : 2007Natur.449 ... 48В . DOI : 10,1038 / природа06070 . ISSN 0028-0836 . PMID 17805288 . S2CID 4322622 .   
  15. ^ Тэмми Плотнер, Астероид Баптистина убил динозавров? Думайте иначе МУДРО ... во Вселенной сегодня (2011) на сайте universetoday.com
  16. ^ "Разбившиеся астероиды могут быть связаны с убийцей динозавров" Рейтер, 2 февраля 2010 г.
  17. ^ Артемьева Наталья; Морган, Джоанна (2020). «Глобальный слой K ‐ Pg, нанесенный из облака пыли». Письма о геофизических исследованиях . 47 (6): e86562. Bibcode : 2020GeoRL..4786562A . DOI : 10.1029 / 2019GL086562 . ISSN 0094-8276 . 
  18. ^ КОЛЛИНС, Гарет С .; МЕЛОШ, Х. Джей; МАРКУС, Роберт А. (2005). «Программа воздействия на Землю: компьютерная программа на базе Интернета для расчета региональных экологических последствий падения метеороида на Землю». Метеоритика и планетология . 40 (6): 817–840. Bibcode : 2005M & PS ... 40..817C . DOI : 10.1111 / j.1945-5100.2005.tb00157.x . hdl : 10044/1/11554 . ISSN 1086-9379 . 
  19. ^ a b c d «Событие удара Chicxulub» . Лунно-планетный институт . Проверено 18 февраля 2021 года .
  20. ^ "Могут ли" MegaQuakes "действительно произойти? С магнитудой 10 или больше?" . USGS.gov . Проверено 20 февраля 2021 года .
  21. ^ DePalma, Роберт А .; Смит, Ян; Burnham, David A .; Койпер, Клаудиа; Manning, Phillip L .; Олейник, Антон; Ларсон, Питер; Maurrasse, Florentin J .; Веллекоп, Йохан; Richards, Mark A .; Гурч, Лорен; Альварес, Уолтер (1 апреля 2019 г.). «Сейсмически вызванное наземное нагонное месторождение на границе КПГ, Северная Дакота» . Труды Национальной академии наук . 116 (17): 8190–8199. Bibcode : 2019PNAS..116.8190D . DOI : 10.1073 / pnas.1817407116 . ISSN 0027-8424 . PMC 6486721 . PMID 30936306 .   
  22. ^ Робертсон, Дуглас S .; Льюис, Уильям М .; Sheehan, Питер М .; Мультяшный, Оуэн Б. (2013). «Вымирание K ‐ Pg: переоценка гипотезы теплового огня» . Журнал геофизических исследований: биогеонауки . Американский геофизический союз (AGU). 118 (1): 329–336. Bibcode : 2013JGRG..118..329R . DOI : 10.1002 / jgrg.20018 . ISSN 2169-8953 . 
  23. ^ Морган, Джоанна; Артемьева Наталья; Гольдин, Тамара (2013). «Возвращение к лесным пожарам на границе К-Пг» . Журнал геофизических исследований: биогеонауки . 118 (4): 1508–1520. Bibcode : 2013JGRG..118.1508M . DOI : 10.1002 / 2013JG002428 . ISSN 2169-8953 . 
  24. ^ Kaiho Кунио; Осима, Нага (2017). «Место падения астероида изменило историю жизни на Земле: низкая вероятность массового вымирания» . Научные отчеты . 7 (1): 14855. Bibcode : 2017NatSR ... 714855K . DOI : 10.1038 / s41598-017-14199-х . ISSN 2045-2322 . PMC 5680197 . PMID 29123110 .   
  25. ^ a b Хенехан, Майкл Дж .; Риджвелл, Энди; Томас, Эллен; Чжан, Шуанг; Алегрет, Лайя; Schmidt, Daniela N .; Рэй, Джеймс У. Б.; Уиттс, Джеймс Д.; Landman, Neil H .; Грин, Сара Э .; Хубер, Брайан Т .; Супер, Джеймс Р .; Планавский, Ной Дж .; Халл, Пинцелли М. (2019). «Быстрое закисление океана и длительное восстановление земной системы последовали за ударом Чиксулуб в конце мелового периода» . Труды Национальной академии наук . 116 (45): 22500–22504. Bibcode : 2019PNAS..11622500H . DOI : 10.1073 / pnas.1905989116 . ISSN 0027-8424 . PMC 6842625 . PMID   31636204 .
  26. ^ Митчелл, Джонатан С .; Roopnarine, Питер Д .; Ангельчик, Кеннет Д. (13 ноября 2012 г.). «Позднемеловая реструктуризация наземных сообществ способствовала массовому вымиранию в конце мелового периода в Северной Америке» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (46): 18857–18861. Bibcode : 2012PNAS..10918857M . DOI : 10.1073 / pnas.1202196109 . PMC 3503193 . PMID 23112149 .  
  27. ^ Brugger, Джулия; Feulner, Георг; Петри, Стефан (2017). «Детка, на улице холодно: климатическая модель, имитирующая последствия удара астероида в конце мелового периода». Письма о геофизических исследованиях . 44 (1): 419–427. Bibcode : 2017GeoRL..44..419B . DOI : 10.1002 / 2016GL072241 . ISSN 0094-8276 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Смит, Рофф (11 июня 2016 г.). «Вот что случилось в тот день, когда погибли динозавры» . National Geographic News . Проверено 5 августа 2020 года . Описание событий, вызванных ударным элементом Chicxulub.