Efekt zabijania dinozaurów zrobił swoją brudną robotę przy pomocy pyłu – Ars Technica

Klasyczne kryminały działają, ponieważ prawie każda postać staje się podejrzanym o morderstwo. Upadek nieptasich dinozaurów wygląda mniej więcej tak. Efekt Chicxulub i jego następstwa stworzyły dużą pulę potencjalnie śmiertelnych podejrzanych. z? Gigantyczna kula ognia i potężne tsunami? Dzikie wahania klimatu? Globalne pożary lasów? Czarne niebo utrudnia fotosyntezę? Wszystko wymienione powyżej?

Modelowanie tych skutków w połączeniu z danymi dotyczącymi schematu wymierania doprowadziło do różnych opinii na temat tego, co okazało się decydujące w kontekście wyginięcia wielu gatunków. W najnowszym badaniu wymierania pod koniec kredy zespół naukowców pracujących głównie w Brukseli ponownie zbadał osady powstałe w wyniku uderzenia i odkrył, że większość szczątków pochodziła z drobnego pyłu. Kiedy pył ten zostanie wprowadzony do modeli klimatycznych, globalna temperatura spadnie nawet o 25 stopni Celsjusza, a fotosynteza zatrzyma się na około dwa lata.

Z kurzu w pył

Przez lata po uderzeniu wiele działo się w atmosferze. Gruz powstały w wyniku uderzenia powróciłby do atmosfery ziemskiej, spalając się w ten sposób na drobne, bogate w siarkę cząstki skał. Ciepło powstające w tym procesie mogło spowodować ogromne pożary lasów, dodając do mieszanki dużo sadzy. Wszystko powstało ze szczątków ze zderzenia, które pozostały w atmosferze.

Doprowadziło to do idei „efektu zimy”, kiedy do Ziemi dociera mniej światła słonecznego, powodując znaczny spadek temperatury i prawdopodobnie zatrzymanie fotosyntezy. Oskarża się o trzy główne składniki pyłu atmosferycznego — sadzę, odłamki skalne i cząstki bogate w siarkę, ale modelowanie zrodziło pytania, czy którykolwiek z nich występuje w wystarczających ilościach, aby spowodować uderzenie zimy.

Aby lepiej zrozumieć, co się dzieje, autorzy nowego artykułu ponownie zbadali osady w miejscu zwanym Tanis w Północnej Dakocie, gdzie szczątki tsunami zostały wyrzucone na brzeg bezpośrednio po uderzeniu. Znaleziono także: Zszokowane kryształy kwarcu, które przybyły na miejsce bezpośrednio po uderzeniu w ciągu kilku godzin. Nad wszystkimi warstwami gruzu uderzeniowego znajduje się bogata w iryd warstwa pyłu, złożona głównie z materiałów krzemianowych, która została wyrzucona z miejsca uderzenia i stopniowo osiadała w ciągu następnych kilku lat.

Naukowcy przeskanowali tę warstwę za pomocą laserowego urządzenia do obrazowania dyfrakcyjnego, co pozwoliło im oszacować wielkość cząstek pyłu tworzących te osady. Średni rozmiar cząstek okazał się znacznie mniejszy, niż zakładała większość badań w wyniku zderzenia. Ten mniejszy rozmiar będzie miał wpływ na to, jak długo pył pozostanie w atmosferze, a także na to, jak wchodzi w interakcję ze światłem słonecznym.

Aby zrozumieć, jak wpływa to na wydarzenia następujące po uderzeniu Chicxulub, naukowcy powiązali to z globalnym modelem klimatycznym.

Największa radość

Badacze umożliwili osiągnięcie przez model stanu ustalonego pod względem formacji kontynentalnej i składu atmosfery z końca kredy. W zależności od pory roku spowodowało to globalne temperatury od 15° do 19°C. Następnie wstrzyknęli do tej atmosfery wiele substancji, opierając się na szacunkach wygenerowanych gdzie indziej: 10¹⁸ gramy pyłu krzemianowego, 10¹⁶ gramów sadzy i 10¹⁷ Gram dwutlenku siarki. Dla porównania przeprowadzili także symulacje każdego z odłamków uderzenia indywidualnie.

Efekty były dramatyczne. W najbardziej ekstremalnych przypadkach modelu klimatycznego temperatura spadła nawet o 25 stopni Celsjusza. Warunki pozostawały „ekstremalne” przez co najmniej pięć lat, a temperatury utrzymywały się poniżej warunków sprzed uderzenia przez około 20 lat.

Każdy rodzaj materiału ma inny okres półtrwania w atmosferze i reaguje na różne sposoby na światło, zarówno wpadające światło słoneczne, jak i promieniowanie podczerwone przemieszczające się z Ziemi w przestrzeń kosmiczną. W rezultacie działanie ich mieszaniny różni się od działania dowolnego pojedynczego rodzaju cząstek w atmosferze. Drobne ziarna pyłu użyte w tej pracy pozostawały w atmosferze ponad dwukrotnie dłużej niż grubszy pył badany w poprzednich modelach.

Oprócz dramatycznej zmiany klimatu naukowcy szacują, że globalne zatrzymanie fotosyntezy zajmuje mniej niż dwa tygodnie. Pozostaje z dala od świata przez co najmniej 1,7 roku, kiedy następuje częściowy powrót latem na półkuli południowej. (Jest to zgodne z poważniejszym wymieraniem na półkuli północnej.) Fotosynteza pozostawała stłumiona przez okres do czterech lat po uderzeniu.

Odkrycia pomagają wyjaśnić, dlaczego przestępstwa naukowe są tak trudne do rozwiązania. Wystarczyła niewielka zmiana wielkości cząstek wyrzuconych w powietrze w Chicxulub, aby radykalnie zmienić dynamikę klimatu w kolejnych latach. Miejmy nadzieję, że z biegiem czasu dane z innych stron pomogą nam uporządkować złożone zdarzenia, które nastąpiły po zderzeniu.

Nauki przyrodnicze o Ziemi, 2023. DOI: 10.1038/s41561-023-01290-4 (O identyfikatorach cyfrowych).