На границе мелового и палеогенового периодов, примерно 66 млн. лет назад, произошла экологическая катастрофа планетарного масштаба – на Землю упал астероид.
Это привело, как считается, к серьезным климатическим изменениям и вымиранию динозавров.
Об астероиде Чиксулуб и последствиях его падения на Землю расскажем далее.
Содержание
История открытия
Впервые гипотеза о столкновении Земли с небесным телом, повлекшим за собой глобальные изменения жизни на нашей планете, была высказана еще в 70-х годах прошлого века Альваресами (отцом и сыном).
При этом они являются типичными для ядра и мантии Земли, а также присутствуют в кометах, астероидах и в других небесных телах. Так как иридия было намного больше фонового, возникла теория столкновения Земли и инопланетного объекта.
Кратер по предположению ученых, должен был иметь внушительный размер, но найти его никак не удавалось. Открытие было практически случайным, во время планового изучения Мексиканского залива и поиска нефтяных месторождений в 1978 году.
Геофизиками А. Камарго и Г. Пенфилдом сначала была найдена необычная дуга протяженностью десятки километров, идущая по морскому дну, потом – ее продолжение уже по суше. Идя по следу древних отметин, ученые обратили внимание, что дуга замыкается, формируя круг огромного размера. Диаметр его составлял около 180 км.
Продолжая изучение местности, и проведя анализ почвы, ученые определили ударный характер кратера. Образование его было достаточно древним, и определено было как появившееся примерно 66 млн. лет назад.
Найденный кратер получил наименование Чиксулуб по месту обнаружения находки – города и муниципалитета с наименованием Чиксулуб Пуэбло. Это место находится в южной части Мексики, в окрестности полуострова Юкатан. Именно падение астероида, как заявлено учеными, могла стать началом целой цепочки изменений экологии, и явилось причиной гибели динозавров.
Описание характеристик и структуры
Если судить по оставленному кратеру, упавший на Землю астероид имел диаметр примерно 9,6 км или немного больше. По результатам актуальных исследований было сделано заключение о происхождении этого небесного тела.
Наделавший много бед Чиксулубский астероид принадлежал к углистым хондритам. Это – достаточно редкая группа небесных тел Солнечной системы.
Орбита
Повлиявший на историю Земли объект оказался, предположительно, принадлежащим Главному поясу астероидов. Это – область между Юпитером и Марсом, по которой двигается значительная часть малых планет и астероидов.
По каким причинам астероид изменил свою траекторию движения и по новой орбите двинулся к Земле, достоверно неизвестно. Есть предположения, что важную роль в этом сыграл Юпитер. Его мощная гравитация способна влиять на траектории движения космических тел, внося в них изменения.
Падение на Землю
Изучение вида и формы кратера позволило предположить, что астероид упал под углом в 60°. Уже на моменте вхождения астероида в атмосферу Земли возникла ударная волна с разогревом воздуха до 10 000°С. Из-за этого пожары начались еще до момента столкновения.
По расчетам в самую первую миллисекунду скорость ударной волны была около 1 000 км/с. Практически сразу она должна была снизиться до 20 км/с, за 1,5 минуты – до 1 км/с. От удара, вероятно, даже разметало деревья в Европе и Африке.
Сам удар оказался внушительной силы. Он пришелся на месторождение гипсового камня. В результате в воздух поднялось большое количество сульфатной пыли, сажи и газов, в том числе сернистых. Кроме того, образовался цунами высотой до 100 м.
Катастрофу сопровождали массовые лесные пожары, выбросы от которых еще больше затрудняли доступ солнечного света к поверхности Земли. По расчетам ученых после удара астероида в воздух поднялось порядка 15 трлн. тонн пепла. Из-за этого днем стало так же темно, как и ночью.
При ударе астероида о землю на месте, где глубина залива была около десятки метров образовалось углубление в 3 000 метров и даже более. В момент падения большого космического тела при высокой температуре испарилось огромное количество воды, предположительно 10 млн. мегатонн, и появился провал, глубиной в десятки километров.
Последствия
Падение Чискулубского астероида стало настоящей катастрофой для всего живого. Температурная волна, прокатившаяся по Земле, привела к массовым пожарам, сопровождавшимся выбросами сажи, пыли и угарного газа.
Одновременно с этим снизилась температура океанской воды, что повлекло также гибель морских обитателей. Удар астероида привел к серии всплесков сейсмической активности и цунами. Все в комплексе привело к глобальному вымиранию динозавров.
Научные исследования
Первые научные исследования падения астероида на Землю принадлежат Л. У. Альваресу. К Альваресам в исследованиях присоединились другие ученые – Ф. Азаро и Х. Мишель. Наработки были опубликованы: L. W. Alvarez et al., 1980. Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction.
В этом же году поиски иридия закончились успехом у ученых Я. Смит и Я. Хертоген, проводивших исследования в Испании в поддержку теории столкновения Земли с астероидом. Их заключения также были опубликованы в Nature в мае 1980 года.
За этими исследованиями последовали новые. Количество опубликованных работ перевалило за 1 000. Но ударный кратер так и не был долгое время обнаружен. Поисками его были озадачены многие ученые. Их предположения зачастую ни к чему не вели. В исследования включился А. Р. Хильдебранд, канадский палеонтолог.
Ф. Морас, профессор из Гаити, опубликовал исследования, согласно которым на Гаити мог существовать древний вулкан. Его исследования были изучены Хильдебрандом. Сделанные тесты могли говорить на близкое расположение места удара астероида.
В 1990 году К. Байорс и Хильдебранд решили вернуться к образцам, полученным в свое время Пенфилдом при бурении в Юкатане. Старые образцы были сохранены, и годились для новых исследований. Результат показал, что это – ударно-метаморфические материалы.
Одновременно с этим начались исследования на местности, изучены спутниковые снимки. Теория уже приобрела вполне надежную основу. В 1991 году кратер был определен, о чем учеными была сделана публикация.
В начале весны 2010 года 41 эксперт из различных стран были задействованы в анализе имеющихся доказательств, собранных за два десятка лет. Они пришли к выводу, что столкновение с астероидом имело место, и привело к массовым вымираниям.
Развитие теории падения астероида в Юкатане имело продолжение. Исследование было опубликовано и вызвала интерес в научном мире: P. Schulte et al., 2010. The Chicxulub asteroid impact and mass extinction at the Cretaceous-Paleogene boundary.
Однако, были и не согласные, в том числе Г. Келлер из Принстонского университета. По их мнению, массовое вымирание было вызвано извержениями Деканских трапов, находившихся на месте современной Индии. В 2013 году было проведено сравнение материала на уровне изотопов в породах, и были сделаны заключения о идентичности дат с допустимой погрешностью.
Исследования продолжались дальше. В 2016 году экспедиция в рамках Международной программы изучения океанов (IODP — International Ocean Discovery Program) провела несколько бурений скважин с борта платформы. Таким способом был обнаружен слой мощностью 0,75 м, обогащенный иридием, который указывает на контакт с небесным телом.
Интересные факты
Несколько интересных фактов о Чикшулубском астероиде:
В дословном переводе «чиксулуб» означает «демон клещей».- В поясе астероидов, из которого прилетел Чиксулуб, находятся миллионы небесных тел, но большая их часть имеет диаметр всего в несколько метров.
- Астероиды имеют недостаточную массу, чтобы сформировать сферическую форму, поэтому контур у них, и у Чиксулуба, грубый, по типу булыжника.
- Даже небольшое опоздание астероида Чиксулбуквально на 2 секунды не привело бы к таким катастрофическим последствиям и вымираниям, так как пришлось бы на глубокий океан.
- Во время мелового-палеогенового вымирания Земля потеряла 75% своих тогдашних обитателей.
В дословном переводе «чиксулуб» означает «демон клещей».Заключение
Чискулубский астероид – одна из загадок, которая так и не была разгадана до конца. Впереди у ученых еще много исследований для получения более точной информации с применением современной компьютерной техники и специального оборудования.
Само понимание природы и происхождения астероидов, таких как Чиксулубский, имеет и научное, и практическое значение. Оно поможет оттачивать методы обнаружения и идентификации потенциально опасных предметов, приближающихся к нашей планете, что поможет в разработке методик планетарной защиты Земли.
