…aneb Co nám prozradily nové počítačové simulace
Dopad planetky Chicxulub na konci křídového období před 66 miliony let je již delší dobu považován za jednu z hlavních příčin velkého vymírání na konci křídy, jemuž padlo za oběť asi 75 % tehdejších druhů (včetně neptačích dinosaurů).[1] O této zásadní události pro vývoj života na Zemi jsem se na blogu rozepsal již při mnoha příležitostech, například zde, dále zde nebo zde. Vylepšené počítačové modely dopadu a nové údaje získané přímo od kráteru Chicxulub, ležícího pod Yucatánským poloostrovem a Mexickým zálivem[2] přinesly v posledních letech množství dalších informací. Co nového nám tedy může říci studie, která právě vyšla v periodiku Geophysical Research Letters? Podle autorů studie, mezi nimiž nechybí například slavná britská „impaktoložka“ Joanna Morganová a celý tým vědců, účastnících se loňské expedice k mexickému kráteru, jde o převratnou práci, která výrazně zpřesní naše povědomí o následcích impaktu. Dosud se totiž nevědělo ani s minimální přesností, jak velký objem plynů (zejména oxidu uhličitého a síry) bylo vlastně při dopadu vypuštěno do vyšších vrstev atmosféry, což značně snižovalo naši schopnost modelovat následné změny klimatu. Přesto již studie z loňského roku ukázala, že dopad z konce křídy byl pro celosvětové podnebí natolik závažnou událostí, že se průměrná teplota mohla po dobu asi 3 až 16 let snížit zhruba o 26 °C, což nepochybně mohlo představovat jeden ze závažných faktorů pro vymírání.[3]
———
Dřívější počítačový model události, se kterou nemá lidstvo (alespoň zatím) přímou zkušenost. Dopad asi 10 až 15 kilometrů velkého asteroidu, řítícího se k Zemi rychlostí kolem 20 km/s je nepředstavitelným divadlem. Zde simulace tvorby kráteru a impaktního sloupce asi 8 sekund po nárazu. Obrázek A zobrazuje hustotu materiálu (SW – šoková vlna), obrázek B teplotu v okolí místa dopadu. Kredit: Pierazzo a Artemieva (2012).
———
Nová práce tento závěr nejen podporuje, ale ukazuje také, že skutečnost byla nejspíš ještě závažnější. Autoři studie přicházejí se zjištěním, že úhel dopadu činil pravděpodobně asi 60° (oproti nejčastěji předpokládaným 30°)[4] a přepočítali proto hodnoty vzniklých rázových vln po dopadu i množství a kinetiku vypuštěných plynů do atmosféry. Do úvah přitom započítali i nová zjištění o chemickém složení terčových hornin v místě dopadu. Výsledkem je více než trojnásobné množství síry, vyvržené po dopadu do ovzduší – konkrétně asi 325 gigatun (oproti dříve předpokládaným 100 gigatunám)! Naopak oxidu uhličitého bylo možná vypuštěno méně, zhruba 425 gigatun (přičemž předchozí studie předpokládala až 1400 gigatun). Studie zahrnuje do výpočtů pouze plyny, které byly po dopadu „katapultovány“ rychlostí přes 1 km/s (3600 km/h), jelikož jen ty dosáhly kritické výšky kolem 25 kilometrů a mohly tak mít přímý účinek na globální klima planety. Starší modely přitom nebyly zpracovány stejně výkonnými počítači a musely pracovat s nepřesnou představou působení celého objemu uvolněného plynu, tedy i té části, která se nedostala dostatečně vysoko do vyšších vrstev atmosféry. Každopádně i tento přesnější model jasně podporuje představu drastických následků impaktu pro biosféru pozdně křídového světa[5] a ještě zesiluje předpokládaný účinek v podobě velmi nízkých teplot, trvajících celosvětově po dobu několika let od osudového dopadu.
———
Radarový snímek cípu Yucatánského poloostrova s dobře patrnými kruhovými okraji pohřbeného impaktního kráteru Chicxulub. Tento útvar byl veřejně odhalen v roce 1991, ačkoliv již o čtyři desetiletí dříve na jeho existenci poukazovaly provedené geologické sondy mexické naftařské společnosti Pemex. Kredit: JPL/NASA, Wikipedie (volné dílo).
———
Short English Summary: The K-Pg asteroid impact that wiped out the dinosaurs 66 mya likely released far more climate-altering sulfur gas into the atmosphere than originally thought, according to a new study.
———
Odkazy:
http://phys.org/news/2017-10-dinosaur-killing-asteroid-impact-cooled-earth.html
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL074879/abstract
Natalia Artemieva, et al. (2017). Quantifying the Release of Climate-Active Gases by Large Meteorite Impacts With a Case Study of Chicxulub. Geophysical Research Letters (30. října 2017) doi: 10.1002/2017GL074879
———
[1] Jablonski, D.; Chaloner, W. G. (1994). Extinctions in the fossil record (and discussion). Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series B. 344 (1307): 11–17. doi: 10.1098/rstb.1994.0045
[2] Schulte, P.; et al. (2010). The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science. 327 (5970): 1214–1218. doi: 10.1126/science.1177265
[3] Brugger Julia, Feulner Georg, Petri Stefan (2016). Baby, it’s cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous. Geophysical Research Letters. doi: 10.1002/2016GL072241
[4] http://palaeo.gly.bris.ac.uk/communication/Hanks/eff.html
[5] MacLeod N.; et al. (1997). The Cretaceous–Tertiary biotic transition. Journal of the Geological Society. 154 (2): 265–292. doi: 10.1144/gsjgs.154.2.0265
———