> Астероид, убивший динозавров

Узнайте, какой астероид убил динозавров : описание древнего события удара, исследование кратера Чиксулуб с фото, изменение климата, астероид или комета.

Что вдруг заставило динозавров исчезнуть 65 или 66 миллионов лет назад? Как бы то ни было, все признаки показывают, что это было массовое вымирание. Окаменелости, найденные сегодня, принадлежат не только динозаврам, но и множеству других видов этой эпохи. Произошло внезапное изменение окружающей среды, которое повернуло ход эволюции в другую сторону.

Ведущая теория, которой объясняется это изменение – маленькое тело (вероятно, астероид или комета), что врезалось в полуостров Юкатан в Мексике. Сила удара сгенерировала достаточно пыли, чтобы заблокировать во всем мире, убивая всех выживших голодом.

Астероид, убивший динозавров: Кратер

Долгое время в научных кругах существовало много теорий относительно гибели динозавров, но в 1980 году все изменилось. Это произошло, когда исследовательская группа Калифорнийского университета, состоящая из отца и сына Луиса Альвареса и Уолтера Альвареса, обнаружила связь этого катаклизма с 110-мильным (177 км) в ширину кратером около побережья полуострова Юкатан в Мексике. Это место сейчас известно как Чиксулуб (Chicxulub).

Звучит немного удивительно, что такой огромный кратер не был найден до этого времени, особенно если учесть спутники, которые делали наблюдения Земли в этой точке на протяжении больше 20 лет. Но, как объясняет НАСА, Чиксулуб ускользал от обнаружения в течение десятилетий, потому что был скрыт (и благодаря этому сохранился) под километром молодых пород и отложений.

Данные пришли из мексиканской компании, которая искала нефть в регионе. Геологи увидели структуру и догадались по ее круглой форме, что это кратер. Как утверждают в НАСА, дальнейшие наблюдения были сделаны с использованием магнитных и гравитационных данных, а также космических наблюдений (в том числе, по меньшей мере, одной миссии шаттла).

Астероид, убивший динозавров: Слой

Воздействие астероида на было катастрофическим. Кратер, который оценивается в шесть миль (9.7 км) в ширину, поднял в воздух огромное количество пыли и земной коры, которые быстро распространились вокруг Земли, с помощью ветров.

Если вы посмотрите на окаменелости, найденные по всему миру, вы увидите слой, который известен как "K-T границы". Он состоит из стеклянных шариков или тектитов, потрясенного кварца и слоя иридия обогащенного пылью.

Следует отметить, что иридий редкий элемент на поверхности Земли, но довольно распространенный в метеоритах. (Некоторые эксперты утверждают, что иридий мог прорваться на поверхность Земли с недр вулканов).

Астероид, убивший динозавров: Что стало "последней каплей"?

В то время как астероид (или комета) мог поразить Землю и привести к катастрофическим событиям, перечисленным выше, некоторые ученые полагают, что динозавры в то время были уже на последней стадии своего существования. Беркли указывает на "резкие вариации климата" в миллион лет, предшествующие глобальные событие, например, очень холодные периоды в тропической среде, где жилы динозавры.

Вызвать массовое вымирание также могло извержение вулканов в Индии примерно в то же время. Некоторые ученые считают, что это более правдоподобный вариант, а иридиевый слой образовался из материала, выброшенного из недр земли. Но Пол Ренне считает, что извержения были только катализатором ослабления динозавров.

В 2013 году ученый заявил: "Эти явления сделали экосистему Земли гораздо более чувствительной даже к относительно небольшим триггерам, так что, даже небольшой толчок мог привести к ее разрушению". "Такой удар был смертельным".

Ученые предполагают, что астероид, который врезался в Землю и убил динозавров, имел в миллиард раз больше энергии, чем атомные бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Многие полагают, что его воздействие вызвало массовое вымирание, уничтожив динозавров на суше и многочисленные формы жизни в океанах. Но выяснить подробности того, как все происходило, довольно трудно, так как Чиксулуб - оставленный астероидом кратер - похоронен под осадочными породами.

Экспедиция к месту падения астероида

Ранее в этом году, во время экспедиции к месту падения метеорита у побережья Мексики, ученые смогли получить образцы горных пород. Для этого они пробурили каменистый внутренний хребет кратера, известный как кольцо пиков, захороненный ниже морского дна, на глубине до 1300 метров. Первые анализы этих образцов дают нам новые доказательства того, как, возможно, это кольцо было сформировано.

Как астероиды могли повлиять на развитие жизни

Они также показывают, что повлияло на горные породы кольца пиков, повысив их пористость. Это очень важно, поскольку пористые породы богаты питательными веществами, что создает благоприятные условия для развития простых форм жизни. Так что, возможно, воздействие кратера Чиксулуб может показать, как астероиды, падавшие на Землю в начале ее истории, помогли создать условия для жизни. Тем не менее есть и другие факторы, которые могли повлиять на формирование планеты и жизни на ней, поэтому ученые должны быть осторожными и не делать слишком много выводов из этого одного исследования.

Новое исследование

Новое исследование под руководством профессора Джоанны Морган из Имперского колледжа в Лондоне, опубликованное в журнале Science, пытается объяснить, почему существуют концентрические кольца горных пиков в пределах кратера. Кратер Чиксулуб является единственным на Земле, имеющим подобное пиковое кольцо. Именно поэтому исследователи также использовали наблюдения с Венеры, Марса и Луны, чтобы обеспечить поддержку своей теории.

Возможные модели появления кольца пиков

По словам ученых, существуют данные, подтверждающие, что формирование пикового кольца происходило по так называемой динамической модели коллапса. Согласно такой модели, первоначальное воздействие астероида на поверхность планеты приводит к тому, что она прогибается вниз, а затем поднимается, образуя на поверхности центральный пик. Затем он разрушается, выталкивая астероид и перекрываясь осадочными слоями, что создает кольцо пиков.

Это контрастирует с другим сценарием, известным как модель вложенного расплава полости, которая плохо согласуется с данными, полученными учеными в кратере Чиксулуб. Согласно второй модели, центральная часть места удара имела такую высокую температуру, что начала плавиться, и это привело к развитию пикового кольца. Однако процессы, способствующие этому, еще не полностью определены.

Данные, полученные из образцов во время бурения, включают в себя прямое физическое доказательство высокого уровня давления и температуры, которые повлияли на скалы. Эти особенности не были бы возможны в поверхностных породах Земли без экстремальных явлений, таких как падение астероида. Кроме того, они не могут быть частью процессов тектоники плит, которые имеют место при более низкой температуре и давлении, чем те, которые требуются, чтобы сформировать эти материалы.

Что происходило во время удара

Новое исследование имеет большое значение, помогая нам понять, что происходило в пространстве сразу же после удара. Данные показывают, что слой осадочных пород, покрывающих более глубокую корку (часто называемый «подвалом») был сильно смещен. В этих местах есть породы фундамента, лежащие на верхней части осадочных пород в пределах кратера, формирование которого было бы возможно только из-за воздействия высоких энергий.

Такого рода воздействия играют важную роль в модификации поверхностных пород планеты или спутника, вертикально смещая материалы ее коры. Таким образом, мы можем предположить, что воздействие астероидов очень важно в начале истории формирования планеты, в том числе Земли. Новый документ даже кратко упоминает о том, что исследование, возможно, поможет нам понять процессы, с помощью которых возникла жизнь на нашей планете.

Морган отметила, что астероиды, которые сделали горные породы Земли более пористыми, тем самым, возможно, помогли создать условия, которые были пригодными для развития первых организмов.

Происхождение жизни остается загадкой

Тем не менее существуют огромные проблемы в объяснении того, как неорганические процессы могли создать жизнь на планете. Известные эксперименты Стэнли Миллера в 1950-е годы показали, что аминокислоты могут быть созданы во время высокоэнергетических событий (например, при ударе молнии), если присутствует двуокись углерода, метана, водорода и соединения азота, а ведь все эти элементы есть на поверхности Земли.

Но в своей ранней истории Земля не имела озонового щита, который смог бы защитить жизнь от разрушающего ультрафиолетового света. Многие ученые теперь утверждают, что она формировалась в глубинах океана. Извержения современных вулканов в океанах производят выбросы, которые способствуют выживанию сообществ организмов, обеспечивая потенциальное альтернативное место для первой жизни.

В качестве интерпретации процессов, участвующих в формировании ударных кратеров, новое исследование является впечатляющим достижением в нашем понимании. Но представленные им доказательства того, как возникла жизнь на Земле, ограничиваются лишь намеками на то, что могло произойти.

Вымирание динозавров - одна из важнейших загадок нашей планеты. Почему ящеры, много миллионов лет господствовавшие во всех экосистемах Земли, вымерли, причем в относительно короткий срок? Чаще всего в этом винят огромный астероид, упавший в Мексиканском заливе. Но, как выяснилось, ящеры погибли не от потемневшего неба и кислотных дождей, а из-за сажи от сгоревшей нефти залива. Только так можно объяснить, почему в этой катастрофе выжили крокодилы, птицы и млекопитающие, считают авторы последнего исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports.

Смерть или убийство?

В мировой науке вымирание динозавров чаще всего объясняют «катастрофическими» гипотезами. Динозавров (а также аммонитов и морских рептилий) могли уничтожить вулканическая активность, удар метеорита, вспышка сверхновой недалеко от Солнечной системы, падение уровня океана. Отечественные палеонтологи в основном придерживаются биосферной версии : динозавры исчезали постепенно - из-за распространения цветковых растений и охлаждения климата. Эволюция растений вызвала к жизни многочисленных насекомых. Ими, а также растениями питались мелкие млекопитающие (типа крыс). Возникли соответствующие малоразмерные хищники, тоже млекопитающие. Взрослым динозаврам они угрожать не могли, однако яйца ящеров стали их добычей - ведь взрослым динозаврам из-за своих масштабов крайне трудно было охранять будущее потомство. Эти и другие неблагоприятные условия постепенно ослабили жизнеспособность ящеров, хотя прямой конкуренции между ними и млекопитающими не было.

В западной палеонтологии преобладают как раз «катастрофические» объяснения. Первую скрипку в этом сыграл Чиксулубский кратер - третий по размерам на планете (диаметром около 180 километров). Считается, что кратер возник из-за удара огромного астероида 65 миллионов лет назад. В 1980 году американский физик Луис Алварес и его сын-геолог предположили, что совпадение по времени падения Чиксулубского астероида и вымирания динозавров не случайно. Один из главных аргументов в пользу метеоритной гипотезы - тонкий слой глины, повсеместно соответствующий границе геологических периодов. Алварес указал на аномальную концентрацию редкого металла иридия (скорее всего, внеземного происхождения) в этом слое. Неясно, какую роль в рождении гипотезы о погубившем динозавров астероиде сыграл личный опыт Алвареса (он был одним из создателей атомной бомбы), но его версия за последние 30 лет стала очень популярной.

Ахиллесова пята «катастрофических» объяснений - то, что вымирание продолжалось несколько миллионов лет и началось задолго до падения астероида. Так, в 2016 году палеонтологи , что за 24 миллиона лет до Чиксулуба отдельные виды динозавров вымирали быстрее, чем образовывались новые. В некоторых биологических группах этот процесс возник за 48-53 миллиона лет до катастрофы. Вероятно, динозавры (и другие исчезнувшие группы, вроде аммонитов и морских ящеров) уже страдали от малопонятных пока долгосрочных процессов, и метеорит (или иная катастрофа) лишь ускорил кризис.

Рисунок: DETLEV VAN RAVENSWAAY/SCIENCE SOURCE

Это возражение сейчас обходится с помощью дополнительных версий: например, в 2015-2016 годах о погубившем ящеров «двойном ударе». Исследователи работали с Деканскими траппами (базальтовыми породами на западе Индии) - следами одного из мощнейших вулканических извержений в истории Земли. Эти сейсмические процессы, выбросившие в атмосферу множество опасных летучих соединений, начались за 250 тысяч лет до падения чиксулубского метеорита и продолжались полмиллиона лет после него (в итоге излилось полтора миллиона кубических километров лавы). Эти извержения совпадают по времени с падением Чиксулуба. Токсичные выбросы и вулканическая пыль, закрывшие Солнце, создали убийственный кумулятивный эффект.

Орудия преступления

Но почему падение астероида привело к катастрофическим последствиям? Каковы были конкретные механизмы воздействия на биосферу? И откуда такая избирательность - погибли динозавры, но не крокодиловые, змеи и черепахи, аммониты, не их ближайшие родственники наутилусы?

Чтобы ответить на эти вопросы, в апреле 2016 года морская экспедиция: геологи с буровой платформы пытаются пробурить Чиксулубский кратер на дне Мексиканского залива. Образцы породы, извлеченные из-под наносов, могут поведать многое.

Японские ученые, работавшие с придонными отложениями соседних территорий (Гаити), предложили новое объяснение: животных погубила сажа, поднявшаяся в атмосферу (ее было очень много, поскольку Чиксулуб упал в богатый нефтью Мексиканский залив). Углеродные из соответствующих отложений в Канаде, Дании и Новой Зеландии указывают на то, что астероид воспламенил огромное количество сырой нефти.

Обычно считается, что падение Чиксулуба привело к тому, что атмосфера планеты наполнилась аэрозолями серной кислоты. Они отражали солнечный свет - наступила тьма, остановился фотосинтез, упала температура (как при гипотетической ядерной зиме), полились кислотные дожди. Однако этот сценарий никак не объясняет выживание крокодилов, млекопитающих и птиц.

Выброс сажи показался японским ученым более реальным сценарием. Они проанализировали органические молекулы и их изотопы в соответствующих мел-палеогеновой границе слоях отложений. Сажу идентифицировать несложно - на нее указывают полиароматические углеводороды, прежде всего коронен и бензапирен.

Сажа держится в стратосфере долгие годы (даже если дожди вымывают ее из тропосферы). Исследователи рассчитали воздействие выбросов на климат Земли. Сажа фактически блокирует солнечный свет, не давая ему добраться до тропосферы и поверхности планеты. Нарушается круговорот воды в природе, резко сокращается количество осадков. В случае выброса 500 тераграммов сажи свет померк бы на 50-60 процентов, а температура воздуха у поверхности Земли упала бы на 6-9 градусов (на несколько лет), осадки сократились бы на 40-70 процентов. Выбросы 1500-2000 тераграммов усилили бы охлаждение до 10-16 градусов, а осадки снизили бы на 60-80 процентов.

Избирательность в выборе жертвы

Два безусловных факта, установленных геологами, - падение температуры в районе Мексиканского залива и массовая гибель растений суши от засухи в низких широтах (как показали раскопки на Гаити). Именно засухи (снижение влажности почвы на 40-50 процентов, если принять средний сценарий выбросов) и запустили разрушительный цикл: засыхали травы и широколиственные растения тропиков, отчего еще сильнее падала влажность почвы, и так далее. Выжившие растения подчистую подъедали травоядные динозавры, что приводило к опустыниванию, гибели крупных ящеров, а затем и хищников, которые ими питались. Пресноводные же крокодилы выжили - в основе их пищевой пирамиды лежал растительный детрит, даже в первые критически важные годы катастрофы поступавший в воду. Выжили и мелкие млекопитающие, птицы, рыбы, земноводные, которыми питались крокодилы.

Итоговые расчеты заставили предположить, что выбросы 500 тераграммов сажи не привели бы к вымиранию динозавров и аммонитов, а максимальная из моделируемых «доза» сажи (2600 тераграммов) создала бы такую глобальную засуху и похолодание, что погибли бы все крупные животные, в том числе и крокодиловые. Следовательно, ближе всего к реальной ситуации средний сценарий - 1500 тераграммов. Сопряженное с ним умеренное похолодание и замедление фотосинтеза в Мировом океане вызвали вымирание аммонитов, иноцерам (крупных двустворчатых моллюсков) и планктонных фораминифер, однако глубоководные морские организмы почти не пострадали.

Палеонтологи подчеркивают, что чиксулубская катастрофа была не столь ужасна, как ее описывают. Например, если бы выброшенные в воздух частицы создали глобальную тьму хотя бы на несколько лет, фотосинтез бы остановился, и вымерли бы не только динозавры, но и все крупные наземные позвоночные, включая птиц и млекопитающих. Несмотря на холод и засуху, большинство таксономических групп растений и животных на уровнях от отряда и выше пережило кризис. Однако ученые отмечают: мел-палеогеновое вымирание доказывает, что даже краткосрочное катастрофическое событие способно необратимо изменить биосферу - ценный урок в эпоху глобального потепления.

Многие исследователи придерживаются мнения, что динозавры погибли в результате падения крупного метеорита почти 66 миллионов лет назад. Правда, есть специалисты, уверяющие, что он просто добил древних ящеров, которые космического "пришельца". Тем не менее сам факт падения метеорита учёными, естественно, не оспаривается. Более того, некоторые специалисты тщательное изучают ударный кратер близ полуострова Юкатан, который так или иначе связывают с вымиранием динозавров.

Ударный кратер носит название Чиксулуб (на языке майя это означает "демон клещей"). Весной прошлого года международная команда исследователей пробурила скважину в одной из частей кратера Чиксулуб — на глубину от 506 до 1335 метров под морским дном (кратер частично погружён под воды Мексиканского залива). И благодаря этому не так давно учёные смогли определить .

Теперь же специалисты извлекли образцы пород из-под Мексиканского залива, которые оказались под ударом того самого метеорита. Этот материал помог учёным получить важнейшие детали, которые позволяют лучше понять давнее событие. Оказалось, что гигантский астероид не смог бы найти худшего места для приземления на нашей планете.

Мелководное море охватывает "мишень", а это означает, что в результате падения космического "пришельца" в атмосферу были выброшены колоссальные объёмы серы, выделившейся из минерала гипса . И вслед за немедленной огненной бурей, случившейся после падения метеорита, начался продолжительный период "глобальной зимы".

Исследователи говорят, что если бы незваный гость упал в другом месте, то мог бы получиться совершенно иной итог.

"Ирония истории заключается как раз в том, что не размер метеорита или масштаб взрыва стали причиной бедствия, а место, куда он упал", — говорит Бен Гаррод (Ben Garrod), один из ведущих фильма "День, когда погибли динозавры" (The Day The Dinosaurs Died with Alice Roberts), в котором и были представлены выводы учёных.

В частности, говорят специалисты, если бы астероид, размер которого составлял, предположительно, 15 километров в поперечнике, достиг Земли на несколько секунд раньше или позже, то он приземлился бы не в прибрежное мелководье, а в глубоком океане. Падение в Атлантическом или Тихом океане привело бы к испарению гораздо меньшего количества горных пород — в том числе смертоносного сульфата кальция. Облака бы были менее плотными, так что солнечные лучи смогли бы пробиться к поверхности Земли. Соответственно, можно было бы избежать тех последствий, которые произошли.

"В том холодном и тёмном мире пища в океане закончилась в течение одной недели, а спустя ещё недолгое время и на земле. Без источника пищи могучие динозавры имели мало шансов на выживание", — отмечает Гаррод.

Отмечается, что керн (образец горной породы) был извлечён с глубин до 1300 метров во время бурения в районе кратера. Самые глубинные части породы были добыты в так называемом . Анализируя свойства этого материала, авторы работы надеются более детально восстановить картину падения астероида и последовавших изменений,