Ученые из Американского музея естественной истории и Чикагского университета объяснили, как окружающий земной шар остаток образовался после удара астероида, который вызвал вымирание динозавров. Исследование, которое будет опубликовано в апрельском выпуске журнала Geology, рисует наиболее детальную картину сложной химии огненного шара, образовавшегося при ударе.
Остаток состоит из капелек горячей жидкости размером с песок, которые конденсируются из облака пара, образованного ударным астероидом 65 миллионов лет назад. Ученые предложили три разных происхождения этих капель, которые ученые называют «шариками». Некоторые исследователи предположили, что атмосферное трение растопило капли с астероида, когда он приблизился к поверхности Земли. Третьи предположили, что капли выплеснулись из ударного кратера Чиксулуб у побережья полуострова Юкатан в Мексике после столкновения астероида с Землей.
Но анализы, проведенные Дентоном Эбелем, помощником куратора метеоритов в Американском музее естественной истории, и Лоуренсом Гроссманом, профессором геофизических наук в Университете Чикаго, дают новые доказательства третьего предложения. Согласно их исследованиям, капли должны были конденсироваться из облака охлаждающего пара, опоясавшего Землю после удара.
Эбель и Гроссман основывают свои выводы на исследовании шпинели, минерала, богатого магнием, железом и никелем, которые содержатся в капельках.
«Их работа является важным шагом вперед в понимании того, как образуются эти ударные шарики». сказал Франк Кайт, адъюнкт-профессор геохимии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. «Это показывает, что шпинели могут образовываться в ударном шлейфе, что, по мнению некоторых исследователей, было невозможно».
Когда астероид ударил примерно 65 миллионов лет назад, он быстро выпустил огромное количество энергии, создав огненный шар, который поднялся далеко в стратосферу. «Это гигантское воздействие не только сокрушает скалу и тает скалу, но и много скалы испаряется» Гроссман сказал. «Этот пар очень горячий и расширяется наружу от точки удара, охлаждая и расширяясь по мере движения. По мере охлаждения пар конденсируется в виде маленьких капель и выпадает на всю Землю.
Этот дождь из расплавленных капель затем осел на землю, где вода и время превратили стеклянные шарики в слой глины, который отмечает границу между меловым и третичным (теперь официально называемым палеогеном) периодами. Эта граница знаменует вымирание динозавров и многих других видов.
Работа, которая привела к написанию статьи по геологии Эбеля и Гроссмана, была инициирована докладом, который последний посетил на научной встрече около 10 лет назад. На этом выступлении ученый заявил, что шпинели из мелового-палеогенового пограничного слоя не могли конденсироваться из облака ударного пара из-за содержания в них сильно окисленного железа. «Я думал, что это был странный аргумент» Гроссман сказал. «Около половины атомов любой породы, которую вы можете найти, являются кислородом». он сказал, предоставляя путь для обширного окисления.
Лаборатория Гроссмана, в которой в то время работал Эбель, специализируется на анализе метеоритов, в которых скопились минералы, конденсированные из газового облака, образовавшего Солнце 4,5 миллиарда лет назад. Вместе они решили применить свой опыт в компьютерном моделировании конденсации минералов из газового облака, которое сформировало солнечную систему, к проблеме мелово-палеогеновых шпинелей.
Кайт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который предпочитал происхождение шпинелей из огненного шара, измерил химический состав сотен образцов шпинелей со всего мира.
Эбель и Гроссман опирались на работу Кайта и на предыдущие расчеты Джей Мелоша из Университета Аризоны и Элизабетты Пьераццо из Института планетарных наук в Тусоне, штат Аризона, демонстрируя, как угол удара астероида мог бы повлиять на Химический состав огненного шара. Вертикальные удары вносят больше астероидов и более глубоких пород в пар, в то время как удары под более низкими углами испаряют более мелкие породы в месте удара.
Эбель и Гроссман также опирались на работу Чикагского университета Марка Гьорсо и Вашингтонского университета Ричарда Сака, которые разработали компьютерное моделирование, которое описывает, как минералы изменяются при высоких температурах.
Полученные в результате компьютерные симуляции, разработанные Эбелем и Гроссманом, показывают, как испаряющаяся при ударе порода будет конденсироваться при охлаждении огненного шара от температур, достигающих десятков тысяч градусов. Моделирование рисует картину глобального неба, заполненного странным дождем из богатой кальцием силикатной жидкости, отражающей химическое содержание камней вокруг ударного кратера Чиксулуб.
Их расчеты показали им, каким должен быть состав шпинелей, исходя из состава астероида и коренной породы на месте удара в Мексике. Результаты близко соответствовали составу шпинелей, найденных на границе Мелово-Палеогенового по всему миру, которые измеряли Кайт из Калифорнийского университета и его коллеги.
Ученые уже знали, что шпинели, найденные в пограничном слое в Атлантическом океане, заметно отличаются по составу от тех, что обнаружены в Тихом океане. «Шпинели, найденные на границе мелового и палеогенового периода в Атлантике, образовались на более ранней, более ранней стадии, чем в Тихом океане, и образовались на более поздней, более холодной стадии в этом большом облаке материала, которое окружало Землю». Сказал Эбель.
Эбель сказал, что это событие затмило бы огромные вулканические извержения Кракатау и горы Сент-Хеленс. «Такие вещи просто очень трудно представить» он сказал.
Результаты в этой статье усиливают связь между уникальным воздействием Чиксулуба и стратиграфической границей, отмечающей массовое вымирание 65 миллионов лет назад, положившее конец Эре динозавров. Эта тема будет более подробно рассмотрена на новой инновационной выставке «Динозавры: древние окаменелости, новые открытия». открытие в Американском музее естественной истории 14 мая. После закрытия в Нью-Йорке выставка отправится в Хьюстонский музей естествознания (3 марта - 30 июля 2006 года); Калифорнийская академия наук, Сан-Франциско (15 сентября 2006 г. - 4 февраля 2007 г.); Музей Поля, Чикаго (30 марта-3 сентября 2007 г.); и Государственный музей естественных наук Северной Каролины, Роли (26 октября 2007 г. - 5 июля 2008 г.).
Первоисточник: Выпуск новостей Чикагского университета
