Стародавня “чорна скринька” розповідає, що насправді вбило динозаврів

Дрібний пил, зважений в атмосфері, міг відіграти значну роль у вимиранні динозаврів.

Вважається, що близько 66 мільйонів років тому космічний камінь, більший за Еверест, розбився об сьогоднішнє узбережжя Мексики, що спричинило каскад катастроф, які зрештою вбили три чверті життя на Землі, найвідоміші з яких – непташині динозаври.

Але найдрібніші деталі того, як все це розгорталося, досі залишаються предметом дискусій.

Зараз вчені відкрили геологічну “чорну скриньку”, яка свідчить про те, що удар астероїда створив шлейф дрібного пилу, який заблокував сонячне світло, охолодив Землю, зупинив фотосинтез і зруйнував харчовий ланцюг.

Розташування кратера Чиксулуб, де астероїд врізався в Землю. (Google Maps/ScienceAlert).

Спочатку запропонована як механізм у 1980 році геологами, які виявили перші ознаки потужного удару, ця гіпотеза була виключена на початку 2000-х років, оскільки зразки гірських порід тієї епохи не містили достатньої кількості дрібного пилу, щоб викликати глобальну зиму.

Однак більшість попередніх досліджень базувалися на сантиметрових шарах осадових порід крейдяного-палеогенового періоду. (Не так вже й багато бруду, щоб занурюватися в нього зубами).

У новому дослідженні було проаналізовано 40 зразків осаду, взятих з набагато багатшого родовища глибиною 1,3 метра в Танісі, штат Північна Дакота. Це місце знаходиться за 3 000 кілометрів (близько 1 900 миль) на північ від кратера астероїда Чіксулуб, але воно дає унікальний знімок того, як шлейфи пилу, сажі та частинок поширювалися протягом багатьох років після зіткнення.

Геологічні відкладення в Танісі, Північна Дакота, з крейдяно-палеогенового періоду були багаті на дрібний силікатний пил (показаний жирною помаранчевою лінією) (Senel et al./Nature Geoscience/2023).

Більші частинки розсіюють світло під меншими кутами, ніж дрібніші, тому за допомогою лазера дослідники змогли визначити, яку частку кожного зразка становив дрібний силікатний пил у діапазоні від 0,8 до 8 мікрометрів.

“[Ми виявили] більший внесок дрібного пилу… ніж вважалося раніше”, – пишуть дослідники.

Використовуючи комп’ютерне моделювання, дослідники виявили, що цей дрібний пил, який утворився, коли астероїд врізався в Землю і подрібнив гірську породу під ним, був “найсмертоноснішим” з частинок, випущених при зіткненні метеорита шириною від 10 до 15 кілометрів із Землею.

Вони виявили, що високий рівень пилу в атмосфері створив би глобальну темряву тривалістю майже два роки, що унеможливило б фотосинтез рослин.

Без рослин весь харчовий ланцюг зруйнувався б. Найбільші хижаки, такі як тиранозавр рекс, полювали на здобич, яка залежала від рослин як частини їхнього раціону.

Цей пил міг залишатися в повітрі в підвішеному стані до 15 років, спричинивши падіння глобальної температури на 15°C і викликавши “фотосинтетичну зупинку майже на два роки після удару”, блокуючи сонячне світло, пишуть дослідники.

Коли астероїд Чіксулуб врізався в Землю, він створив шлейфи пилу, сірки та спричинив лісові пожежі, які генерували сажу (Senel et al./Nature Geoscience/2023).

Удар від зіткнення також спричинив випаровування гірських порід і утворення сірковмісних газів, які сформувалися в дрібні частинки високо в атмосфері. А інтенсивне тепло, спричинене ударом астероїда, спричинило б масштабні лісові пожежі, здійнявши в небо велику кількість сажі та попелу.

Проте, згідно з результатами дослідження, саме дрібні силікати, а не такі матеріали, як частинки сірки, були головною причиною тривалої планетарної зими.

Кратер Чиксулуб названий на честь міста Чиксулуб Пуебло, що розташоване в центрі його 150-кілометрової межі. У світі існує близько 350 місць, де геологи можуть спостерігати за цим бурхливим періодом, вивчаючи шари осадових порід. (Donald E Davis/NASA/JPL-Caltech/Wikimedia Commons)

“Ми виявили, що глобальна темрява і тривала втрата фотосинтетичної активності планети відбуваються лише у сценарії силікатного пилу, майже до 1,7 року (620 днів) після удару”, – пишуть дослідники.

“Це досить тривалий термін, щоб створити серйозні проблеми як для наземних, так і для морських середовищ існування”.

Ті тварини і рослини, які не були пристосовані або не змогли пристосуватися до життя в темряві і холоді, зустріли б свою загибель. Флора і фауна з гнучким харчуванням, середовищем існування і способом життя мали б більше шансів на виживання.

Падіння астероїда Чіксулуб також спричинило мега-цунамі заввишки 1,5 кілометра, яке зачепило всі континенти на Землі і викликало сейсмічну активність, у 50 000 разів потужнішу, ніж землетрус на Суматрі 2004 року.

Цю статтю було опубліковано в журналі Nature Geoscience..