Чикшулуб (кратер)

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Чикшулуб
исп. Chicxulub
Радарная топографическая съёмка показывает наличие кратера диаметром 180 кмРадарная топографическая съёмка показывает наличие кратера диаметром 180 км
Расположение
Координаты 21°24′00″ с. ш. 89°31′00″ з. д.HGЯO
Страны  Мексика
Регион Юкатан (штат)
Характеристики
Наибольшая глубина 20000 м
Средняя глубина 17000 м
Чикшулуб (Мексика)
Точка
Чикшулуб
Чикшулуб, Мексика
Чикшулуб (Мексика)
Точка
Чикшулуб
Чикшулуб, Мексика
У этого термина существуют и другие значения, см. Чикшулуб.
Карта гравитационной аномалии области чикшулубского кратера. Затенённая область — полуостров Юкатан[1]

Чикшулу́б (исп. и юкатек. Chicxulub [tʃikʃu'lub] — «демон клещей», название указывает на издревле высокую распространённость паразитиформных клещей в этой местности[источник не указан 844 дня]), Чиксулуб (от лат. Chicxulub, это ошибочная транслитерация, возникшая из-за неверного прочтения — x в латинской транскрипции юкатекского языка читается как русская «ш»[2]) — древний ударный кратер диаметром около 180 км[3] и изначальной глубиной до 17—20 км[4], находящийся на полуострове Юкатан и входящий в список крупнейших кратеров на Земле. Кратер образовался 66,5 млн лет назад в результате удара астероида[5][2] диаметром около 10 км. Энергия удара оценивается в 5⋅1023 джоулей или в 100 тератонн в тротиловом эквиваленте[6] (для сравнения, крупнейшее термоядерное устройство имело мощность порядка 0,00005 тератонны, что в 2’000’000 раз меньше).

Выброс почвы, землетрясение и цунами, произошедшие в результате падения метеорита привели к крупнейшему массовому вымиранию в биосфере Земли. Момент падения Чикшулубского метеорита принят Международной стратиграфической комиссией как завершение мелового периода мезозойской эры и начало кайнозойской эры[2].

Открытие кратера

Из-за больших размеров кратера его существование невозможно было определить на глаз. Учёные открыли его только в 1978 году, что произошло совершенно случайно при проведении геофизических исследований на дне Мексиканского залива.

В ходе исследований была обнаружена большая подводная дуга протяжённостью около 70 км, имеющая форму полукольца. По данным гравитационного поля учёные нашли продолжение этой дуги на суше, на северо-западе полуострова Юкатан. Сомкнувшись, дуги формируют окружность, диаметр которой составляет приблизительно 180 км.

Ударное происхождение кратера было доказано по гравитационной аномалии внутри кольцеобразной структуры, а также по присутствию горных пород, характерных только для ударно-взрывного породообразования, этот вывод подтвердили также химические исследования грунтов и детальная космическая съёмка местности.

Последствия падения астероида

Анимация, иллюстрирующая стадии импактного события, приведшего к образованию кратера Чикшулуб

Астероид упал под очень крутым углом, около 60° к горизонту, двигаясь с северо-востока. Это самый опасный сценарий падения, так как в результате в атмосферу попало максимальное количество пыли (если бы он упал на Землю под углом в 15°, количество выброшенной пыли, углекислого газа и соединений серы было бы примерно в три раза меньше, а если бы упал вертикально — на порядок меньше)[7].

Покрывшая Землю железистая пыль (хорошо различимая в геологических породах того времени) при средней толщине слоя 3 см имеет массу 50 трлн тонн. Объем выброса — 15 тыс. куб. км, т.е. примерно на порядок больше объема самого астероида[8]. 40% энергии удара при падении перешло в атмосферу, что вызывало повышение температуры атмосферы Земли. Расчеты показывают, что взрыв силой [math]\displaystyle{ 10^7-10^8 }[/math] вызывает резкое повышение температуры, что повышает среднюю температу на Земле на более 15°C, температура океана вырастает на примерно 5°C.[9] Высокотемпературная ударная волна возникшая при прохождении астероида через атмосферу и взаимодействие расплавленных продуктов столкновения астероида с поверхностью земли произвели значительные объемы оксида азота количестовом [math]\displaystyle{ 3*10^7 }[/math] моль.

Прошедшая по поверхности Земли высокотемпературная ударная волна и обратное падение выброшенных в ближний космос (высотой более 100 км) пород, приземлявшихся за тысячи километров от места удара, вызвали лесные пожары по всему миру, в результате которых произошёл выброс большого количества сажи и угарного газа в атмосферу. Поднятые частицы пыли и сажи вызвали изменения климата, подобные ядерной зиме, так что поверхность Земли несколько лет была закрыта от прямых солнечных лучей пылевым облаком. С помощью компьютерного моделирования учёные показали, что в воздух было выброшено около 15 трлн тонн пепла и сажи и днём на Земле было темно, как лунной ночью. В результате нехватки света у растений замедлился[10] или на 1—2 года был ингибирован[11] фотосинтез, что могло привести к уменьшению концентрации кислорода в атмосфере (на время, пока биосфера была закрыта от поступления солнечного света). Температура на континентах упала на 28 °C, в океанах — на 11 °C. Исчезновение фитопланктона, важнейшего элемента пищевой цепи в океане, привело к вымиранию зоопланктона и других морских животных[11]. В зависимости от времени пребывания в стратосфере сульфатных аэрозолей, глобальная годовая средняя температура приземного воздуха была ниже 3 °C до 16 лет, уменьшившись на 26 °C[12].

Удар должен был вызвать цунами высотой 50—100 метров, ушедшие далеко вглубь материков. Геофизики обнаружили в центральной части Луизианы огромную рябь, оставленную цунами, образовавшимся после удара астероида Чикшулуб, эквивалентного по силе мегаземлетрясению магнитудой 11 по шкале Рихтера. Согласно расчётам, мегарябь имела среднюю длину волны 600 м и среднюю высоту волны 16 м[13].

Кроме того, падение астероида, как предполагается[источник не указан 1956 дней], вызвало мощную сейсмическую волну, несколько раз обогнувшую земной шар и вызвавшую излияния лавы в противоположной точке поверхности Земли (Деканские траппы).

По результатам подводного бурения в центральной части кратера Чикшулуб, проведённого в 2016 году в ходе рейса 364[14] Международной программы изучения океана (IODP)[en], выяснилось, что залегающий между толщей зювита[en] или импактной брекчии и вышележащим палеоценовым пелагическим известняком 76-сантиметровый переходный слой, включая верхнюю часть со следами ползания и рытья[en], сформировался менее, чем за 6 лет после падения астероида[15][16].

В 2019 году учёные описали первые сутки на Земле после падения гигантского астероида. В течение нескольких минут после удара поднятая горная порода рухнула наружу, образуя пиковое кольцо[en], покрытое расплавленной породой. В течение десятков минут пиковое кольцо было покрыто примерно 40-метровым слоем брекчированного ударного расплава и крупнозернистого зювита, в том числе обломочными горными породами, возможно, образованными взаимодействием с расплавленной магмой во время океанического подъёма. В течение часа на вершине пикового кольца образовался гребень из слоя зювита толщиной 10 м с повышенной округлостью и сортировкой частиц. В течение нескольких часов в результате осаждения[en] и сейшей (стоячих волн), в затопленном кратере образовался окаймляющий отсортированный слой зювита толщиной 80 м. Менее чем через сутки отражённое цунами в виде волны обода достигло кратера, в результате чего образовалась прослойка из мелкозернистого песчано-мелкого гравия, обогащённая полициклическими ароматическими углеводородами и фрагментами угля, образовавшегося во время лесных пожаров[17]. В породах, отложившихся непосредственно после взрыва, обнаружены следы присутствия как аэробных, так и анаэробных бактерий[18].

В результате явлений, вызванных падением Чикшулубского астероида, произошло одно из крупнейших массовых вымираний в биосфере Земли. Момент падения метеорита учёные считают рубежом между мезозойской и кайнозойской эрами[2].

Научные исследования

Приблизительное совпадение по времени столкновения с массовым вымиранием на границе мезозоя и кайнозоя позволило предположить физику Луису Альваресу и его сыну геологу Уолтеру Альваресу, что именно это событие вызвало гибель динозавров. Одним из главных свидетельств метеоритной гипотезы является тонкий слой глины, повсеместно соответствующий границе геологических периодов. В конце 1970-х годов Альваресы и коллеги опубликовали работу[19], свидетельствующую об аномальной концентрации иридия в этом слое, в 15 раз превышающей номинальную. Предполагается, что этот иридий имеет внеземное происхождение. В статье 1980 года они привели измерения концентраций иридия в Италии, Дании и Новой Зеландии, превышающих номинальную в 30, 160 и 20 раз соответственно. Также, в этой статье уточнены возможные параметры астероида и последствия его столкновения с Землёй[20][21].

Кроме того, в пограничном слое найдены частицы ударно-преобразованного кварца[en] и тектиты[22] (частички стекла, которые формируются только при астероидных ударах и ядерных взрывах[23]), а также обломки горных пород, наибольшее содержание которых на мел-палеогеновой границе обнаружено в районе Карибского бассейна (как раз там, где находится полуостров Юкатан)[24].

Гипотеза Альваресов получила поддержку части научного сообщества, но в течение 30 лет выдвигалось много альтернативных (подробнее см. в статье Мел-палеогеновое вымирание)[25][26].

К началу 2010-х годов были получены и другие доказательства, в том числе, результаты компьютерного моделирования показали, что такие падения имели долговременные катастрофические последствия для биосферы. После этого данная гипотеза стала преобладающей[27].

В 3000 км севернее места падения метеорита, в Северной Дакоте (США) в результате падения метеорита сформировалось уникальное палеонтологическое местонахождение Танисruen (англ. Tanis fossil site). В этом месте живые существа, как морские, так и речные, были погребены гигантской волной под слоем рыхлых осадочных пород, погибли практически мгновенно и прекрасно сохранились. Раскопки, проведённые в Танисе, дали учёным много информации о населявших планету видах живых существ и позволили выяснить, что метеорит упал в период от апреля до июля, а по более точным данным — весной, скорее всего в апреле[2].

См. также

Примечания

  1. ↑ Nicholas M. Short. Crater Morphology; Some Major Impact Structures (англ.) (недоступная ссылка). The Remote Sensing Tutorial. Federation of American Scientists (2005). Дата обращения: 15 сентября 2013. Архивировано 28 октября 2012 года.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Марков, 2022.
  3. ↑ Kring. The dimensions of the Chicxulub impact crater and impact melt sheet (англ.) // Journal of Geophysical Research: Planets. — 1995. — 25 August (vol. 100, iss. E8). — P. 16979—16986. — doi:10.1029/95JE01768.: «the Chicxulub impact crater is inferred to be ∼180 km in diameter and to contain a ∼3 to 7 km thick melt sheet and breccia»
  4. ↑ Sharpton, V. L. et al. Chicxulub multiring impact basin: Size and other characteristics derived from gravity analysis (англ.) // Science. — 1993. — September (vol. 261 (5128)). — P. 1564—1567. — doi:10.1126/science.261.5128.1564. — PMID 17798115.: «the Chicxulub-forming impact event excavated to a depth of ~17 to 20 km deep.»
  5. ↑ Dinosaur extinction: Scientists estimate 'most accurate' date (англ.). BBC (8 февраля 2013).
  6. ↑ Timothy J. Bralower, Charles K. Paull and R. Mark Leckie. The Cretaceous-Tertiary boundary cocktail: Chicxulub impact triggers margin collapse and extensive sediment gravity flows // Geology. — 1998. — Vol. 26. — P. 331–334. — doi:10.1130/0091-7613(1998)026<0331:TCTBCC>2.3.CO;2. Архивировано 28 ноября 2007 года.
  7. ↑ Уничтоживший динозавров астероид упал под самым смертоносным углом. ТАСС Наука (26 мая 2020). Дата обращения: 6 октября 2022.
  8. ↑ Золотой дождь астроблем, А.Портнов, «Природа» №2, 2021г.
  9. ↑ Toon, O.B., et al., 1997. Environmental perturbations caused by the impacts of asteroid and comets. Reviews of Geophysics., 35, 41–78
  10. ↑ Kevin O. Pope, Kevin H. Baines, Adriana C. Ocampo, Boris A. Ivanov. Energy, volatile production, and climatic effects of the Chicxulub Cretaceous/Tertiary impact (англ.) // Journal of Geophysical Research[en]. — 1997. — Vol. 102, no. E9. — P. 21645—21664. — ISSN 0148-0227. — doi:10.1029/97JE01743. — PMID 11541145.
  11. ↑ 11,0 11,1 Charles G. Bardeen et al. On transient climate change at the Cretaceous−Paleogene boundary due to atmospheric soot injections / Edited by John H. Seinfeld, California Institute of Technology, Pasadena, CA. — National Academy of Sciences, 2017. — 21 августа. — ISSN 0027-8424. — doi:10.1073/pnas.1708980114.
  12. ↑ Julia Brugger et al. Baby, it's cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous (англ.) // Geophysical Research Letters[en]. — 2017. — 16 January (vol. 44, iss. 1). — P. 419—427. — doi:10.1002/2016GL072241.
  13. ↑ Gary L. Kinsland, Kaare Egedahl, Martell Albert Strong, Robert Ivy. Chicxulub impact tsunami megaripples in the subsurface of Louisiana: Imaged in petroleum industry seismic data // Earth and Planetary Science Letters. Volume 570, 15 September 2021
  14. ↑ Expedition 364 Chicxulub K-Pg Impact Crater (англ.). ECORD. Дата обращения: 28 сентября 2019.
  15. ↑ Марков, Александр. Жизнь вернулась в кратер Чиксулуб почти сразу после падения астероида. Элементы.ру (8 июня 2018). Дата обращения: 28 сентября 2019.
  16. ↑ Christopher M. Lowery et al. Rapid recovery of life at ground zero of the end-Cretaceous mass extinction (англ.) // Nature. — 2018. — 30 May (vol. 558). — P. 288—291.
  17. ↑ Sean P. S. Gulick et al. The first day of the Cenozoic (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences / Edited by Michael Manga, University of California, Berkeley, CA. — National Academy of Sciences, 2019. — 24 September (vol. 116 (39)). — P. 19342—19351. — doi:10.1073/pnas.1909479116.
  18. ↑ Bettina Schaefer et al. Microbial life in the nascent Chicxulub crater, January 22, 2020
  19. ↑ Alvarez W., Alvarez L.W., Asaro F., Michel H.V. Anomalous iridium levels at the Cretaceous/Tertiary boundary at Gubbio, Italy: Negative results of tests for a supernova origin // Cretaceous/Tertiary Boundary Events Symposium, ed. Christensen, W.K., and Birkelund, T.. — University of Copenhagen, 1979. — Vol. 2. — P. 69.
  20. ↑ Alvarez L.W., Alvarez W., Asaro F., Michel H. V. Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction // Science, New Series. — American Association for the Advancement of Science, 1980. — Vol. 208. — P. 1095—1108. — doi:10.1126/science.208.4448.1095. — PMID 17783054. (англ.)
  21. ↑ Луис В. Альварес, Уолтер Альварес, Франк Осаро, Элен В. Мичел. Внеземная причина вымирания в меловом и третичном периодах. Экспериментальные результаты и теоретическая интерпретация // Science. — 1980. — Т. 208, № 4448. — С. 1095—1108. — ISSN 0036-8075.
  22. ↑ Hildebrand, Alan R.; Penfield, Glen T.; Kring, David A.; Pilkington, Mark; Zanoguera, Antonio Camargo; Jacobsen, Stein B.; Boynton, William V. Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico (англ.) // Geology[en]. — 1991. — Vol. 19, no. 9. — P. 867—871. — ISSN 0091-7613. — doi:10.1130/0091-7613(1991)019<0867:CCAPCT>2.3.CO;2.
  23. ↑ Bates, Robin; Chesmar, Terri; Baniewicz, Rich. The Dinosaurs! Episode 4: "Death of the Dinosaur" (англ.). Internet Movie Database (1992). — Moras, Florentine. Interview. Дата обращения: 20 июля 2014.
  24. ↑ Bates, Robin; Chesmar, Terri; Baniewicz, Rich. The Dinosaurs! Episode 4: "Death of the Dinosaur" (англ.). Internet Movie Database (1992). — Hildebrand, Alan. Interview. — «Similar deposits of rubble occur all across the southern coast of North America […] indicate that something extraordinary happened here.». Дата обращения: 20 июля 2014.
  25. ↑ The Chicxulub debate (англ.) (недоступная ссылка). Department of Geosciences. Принстонский университет. Дата обращения: 20 июля 2014. Архивировано 15 сентября 2013 года.
  26. ↑ Джеффри Клугер (Time): Возможно, динозавры вымерли не из-за астероида (недоступная ссылка). Дата обращения: 9 ноября 2014. Архивировано 9 ноября 2014 года.. 2009-05-29.
  27. ↑ Peter Schulte et al. The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary, Science, 05 Mar 2010: Vol. 327, Issue 5970, p. 1214—1218. doi:10.1126/science.1177265

Литература

Ссылки

  • Удар из космоса. Claw.ru: История нашей планеты old. Дата обращения: 13 июня 2022. Архивировано 26 января 2007 года.
  • Бронфман, А. Chicxulub Сrater: следы убийцы динозавров найдены в Мексике : [арх. 11 февраля 2011] // Membrana. — 2003. — 18 марта. — (Прошлая жизнь).
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Чикшулуб_(кратер)&oldid=20541458