Наталья Беспалова
Мысль, что причиной вымирания динозавров могло быть падение на Землю астероида, приходила в голову учёным ещё до того, как непосредственные следы этого падения были как следует изучены. Даже размеры этого астероида (около 10 км в диаметре) были довольно точно предсказаны Луисом Альваресом, нобелевским лауреатом в области физики. К такому выводу он пришёл, изучая морские отложения, где на границе мелового периода и палеогена наблюдалась повышенная концентрация иридия – традиционного маркера метеоритных импактов. Было это в 1980 году. Тогда первые сведения о существовании Чиксулубского кратера только-только появились.
В 1978 году на дне Мексиканского залива было обнаружена погребённая под осадочными породами дугообразная геологическая структура длиной около 70 км. Затем её продолжение было найдено и на суше – на побережье полуострова Юкатан. Образование оказалось гигантским кратером диаметром 180 км и возрастом около 66 млн. лет. Частицы коэсита – особой кристаллической формы кварца, которая образуется лишь под чудовищным давлением, подтвердили его ударное происхождение. Размер астероида, ставшего причиной возникновения кратера оценили в 10-14 км.
Уже в момент вхождения астероида в атмосферу возникла баллистическая ударная волна, воздух в которой разогревался до 10 тыс. градусов. Вдоль траектории должны были возникнуть пожары еще до падения астероида. За время пролёта (20 – 30 с) астероид потерял около 0.1% своей начальной кинетической энергии, близкой к 100 тыс. Гт (1 Гт = 1 млрд т = 4.2×1018 Дж). Такая энергия была близка к энергии 4 млрд. бомб, сброшенных в 1945 г. на г. Хиросима. Затем астероид врезался в поверхность.
Сейчас средняя глубина Мексиканского залива – около 3000 м. В момент падения астероида онпредставлял собой континентальную платформу, покрытую слоем воды в 200–400 м. Толщина осадочных пород достигала 3–4 км. Под ними покоилось кристаллическое основание (гранит). В момент падение астероида около 10 млн. мегатонн воды испарилось, а твёрдая поверхность проплавилась на глубину до 25 км. В этот момент возникла уже взрывная ударная волна, которая вызвала пожары на огромных территориях. В первую миллисекунду после взрыва ее скорость превышала 1000 км/с. За 1 с она уменьшилась до 20 км/с, а за 100 с – примерно до 1 км/с. Только через 15 мин после взрыва на расстоянии в 800 км от эпицентра скорость ударной волны уменьшилась до скорости звука. По крайней мере, частичный вывал леса должен был возникнуть даже на берегах Африки и Европы.
В атмосферу было выброшено около 20 млн Мт раскаленных продуктов взрыва. Резкое снижение плотности воздуха в следе от астероида привело к тому, что 4 млн Мт продуктов взрыва поднялись на высоту от десятков до сотен километров.
Сверхмощное землетрясение нарушило устойчивость подводного склона в Мексиканском заливе, возникли суперцунами, скорость которого составляла 55 м/с. Берега Европы и Африки оказались затоплены.
Лесные пожары распространились на обе Америки. В атмосферу, точнее в стратосферу, было выброшено 40–400 тыс. Мт дыма и около 10–100 тыс. Мт сажи. «Астероидная ночь» охватила всю планету и длилась неделями, а может, и месяцы. Процесс фотосинтеза приостановился. К этому следует прибавить эффект поглощения солнечного излучения сажей, что должно было привести к астероидной зиме. Ещё одна опасность – кислотные ливни. В результате взрыва в атмосферу было выброшено колоссальное количество водяного пара, а также испарившихся горных пород. Это могло привести к очень необычным осадкам. Также одно время рассматривалась гипотеза отравления морской воды.
Важный момент - падение астероида пришлось на весенний сезон, период размножения. К такому выводу пришли, проанализировав скопления погибших животных и растений непосредственно в иридиевом слое. Например, там было очень много мальков рыб. Если бы катастрофа пришлась на осень, возможно, она не была бы столь губительна.
Кроме того, падение Чиксулубского метеорита послужило спусковым крючком для другого катастрофического процесса, к тому же, в другом полушарии. Речь идёт о так называемом трапповом вулканизме – излиянии на поверхность вулканической магмы, которое имело место на территории современной Индии. Именно благодаря этому процессу образовалось плоскогорье Декан. Надо сказать, что сам процесс начался задолго, до падения метеорита – где-то за полмиллиона лет. Но поначалу его характер не был столь катастрофическим. Он представлял собой частые, но не слишком сильные извержения. Однако когда сейсмическая волна добралась от Юкатана до Индии, ритм изменился. Извержения стали более редкими, но при этом невероятно мощными. Земной шар словно бы подожгли с двух сторон. Притом, эффект оказался долгоиграющим.
В 2018 году в журнале Nature опубликовали работу, где было показано, что жизнь вернулась в Чиксулубский кратер очень быстро. Исследователи провели бурении на дне Мексиканского залива и обнаружили, что уже в самых свежих осадочных пластах, образовавшихся после катастрофы, имеются следы мелких ползающих и роющих животных. Это опровергло популярную ранее гипотезу, что в результате взрыва в воду попало много токсичных химических веществ, загрязнение моря было не столь фатальным. Но когда в западном полушарии жизнь уже начала налаживаться, в восточном магма всё извергалась и извергалась.
Тем не менее, какие-то сложности земная биосфера испытывала и до того, как с неба упал астероид. Постепенное падения разнообразия, вымирание многих видов отмечается задолго до катастрофы.
Автор благодарит профессора Харьковского национального университета академика Л. Ф. Черногора за предоставленную информацию.
Кот настоятельно рекомендует подписываться на журнал "Наука и Техника"
Путеводитель по каналу «Кот-учёный». 2021
#катастрофы #палеонтология #эволюция #метеориты #динозавры #вымирание
