Почему падение астероида 65 млн лет назад привело к уничтожению динозавров
Согласно многочисленным геологическим данным, астероид диаметром около 10-15 км упал на Землю около 65 миллионов лет назад. Этот удар стал причиной огромного взрыва и привёл к образованию кратера диаметром около 180 км. Обломки от взрыва были выброшены в атмосферу, что серьезно изменило климат и привело к исчезновению примерно 3/4 видов, существовавших в то время, включая динозавров. Многие астероиды этого типа сегодня уже известны: их орбиты проходят через внутреннюю Солнечную систему и пересекают орбиту Земли. Некоторые из них могут потенциально поразить Землю в будущем. Однако большинство из них меньше, чем тот, который, предположительно, упал на нашу планету 65 миллионов лет назад.
Пробелы в записях окаменелостей
Окаменелости, обнаруженные в слоях почвы разного возраста, свидетельствуют о медленных, постепенных изменениях видов. При этом простые организмы постепенно заменялись более сложными, очевидно, в результате эволюционных процессов, обусловленных естественным отбором. Например, 1000 миллионов лет назад океаны содержали только простые организмы, такие как водоросли, тогда как Земля была относительно безжизненной. Окаменелости рыб появились в пластах примерно 500-600 млн лет назад, динозавры и гигантские рептилии были на Земле 200 млн лет назад. Млекопитающие стали обычным явлением только 65 млн лет назад, а человекоподобные существа появились только 4 млн лет назад.
С тех пор как последовательность окаменелостей начала наноситься на карту, примерно с 1800 года, геологи заметили, что в последовательности произошли поразительные «разрывы», когда одна группа окаменелых видов уступила другим за короткие промежутки времени. Эти разрывы послужили основой для разделения геологического времени на разные эпохи с разными названиями. Например, палеозойская эра сменилась мезозойской средних форм жизни. До 1980-х годов причины разрывов были неизвестны.
Как ученые узнали о падении астероида 65 млн лет назад
В конце 1970-х годов группа геохимиков во главе с Луисом Альваресом и его сыном Уолтером Альваресом (оба были связаны с Калифорнийским университетом в Беркли) изучала химические изменения в слоях почвы. В слое почвы, который отделяет мезозойскую эру от кайнозойской, датируемой 65 млн лет назад, они обнаружили избыток иридия, часто встречающегося в метеоритах. Считается, что метеориты являются фрагментами астероидов. Поэтому команда Альвареса предположила, что в это время астероид обрушился на Землю и что выброшенные в результате взрыва обломки были разбросаны по слою почвы.
В течение десяти лет эта теория была крайне противоречивой. Тем не менее в поддержку теории были собраны убедительные доказательства.
Место падения: доказательства воздействия астероида на Землю
В настоящее время существует множество свидетельств, подтверждающих, что 65 млн лет назад произошло сравнительно большое воздействие:
- Избыток иридия в почвенном слое 65 млн лет подтвержден во многих точках мира.
- Те же слои почвы содержат кристаллы кварца, которые были деформированы высоким давлением ударных волн, как при гигантском взрыве.
- Учёные предполагают, что астероид оставил гигантский трёхсоткилометровый кратер Чиксулуб в южной Мексике. В слое почвы вокруг Мексиканского залива содержатся массивные отложения валунов, которые могут возникнуть только в результате большого цунами или приливной волны.
- Астрономы фиксируют многочисленные астероиды, которые пересекают орбиту Земли. Исходя из исследований статистики орбит, было подсчитано, что астероиды размером 10 км могут поражать Землю примерно каждые 100 млн лет. Это согласуется с идеей, что 65 млн лет назад на Землю действительно упал астероид.
Что произошло в результате удара
Астероиды поражают Землю обычно на высоких скоростях – от 16 до 32 км/с. Во время удара кинетическая энергия в астероиде (или энергия движения) преобразуется во взрывную, выбрасывая осколки пыли, почвы и камней не только в атмосферу, но и в космос. Проведённые в 1980-х годах расчёты показали, что в атмосферу проникло столько пыли, что Земля была окутана слоем пыли, который блокировал солнечный свет на несколько недель или месяцев. Такое явление способно убить некоторые растения, нарушив пищевую цепь.
Более поздние расчёты, особенно Джея Мелоша из Университета Аризоны, показали, что в течение первых нескольких часов после удара скалистые осколки могли упасть обратно в атмосферу, создав шторм из пылающих огненных шаров в небе. Возникшая лучистая энергия способна нагреть земную поверхность до температуры кипения в течение нескольких минут, и этого было бы достаточно, чтобы убить много видов животных и растений. Однако в районах сильных ливней или метелей эти организмы выжили бы в первые несколько часов. Морские существа были бы защищены от воздействия в первые часы, но планктон на поверхности мог вымереть в течение долгих дней мрака, уменьшив тем самым запас пищи для мелких рыб, что повлияло бы на более крупных рыб, и так далее.
Эти примеры показывают, насколько сложно предсказать точные последствия воздействия астероида диаметром 10-15 км. Многие виды, которые жили на поверхности (например, динозавры), могли быть уничтожены за час или неделю. Виды, которые жили в норах или зимовали, как некоторые млекопитающие, возможно, выжили. Это может объяснить, почему млекопитающие заменили гигантских рептилий после удара.
