Преди 66 милиона години астероид, с размери от няколко километра, удря Земята, унищожавайки почти всички динозаври и около три четвърти от растителните и животинските видове на планетата.
Той е предизвикал и чудовищно цунами с достигащи височина километър вълни, които са помели океанското дъно на хиляди километри от мястото на сблъсъка на полуостров Юкатан в Мексико, сочи ново проучване, ръководено от Мичиганския университет, публикувано наскоро онлайн в списание AGU Advances.
Изследването представя първата глобална симулация на цунами от удара в Чиксулуб, публикувана в рецензирано научно списание. Освен това учените от Университета на Мичиган са прегледали геоложките записи на повече от 100 места по света и са открили доказателства, които подкрепят предвижданията на техните модели за пътя и силата на цунамито.
"Това цунами е било достатъчно силно, за да разстрои и ерозира седиментите в океанските басейни по половината на земното кълбо, оставяйки или празнина в седиментните записи, или смесица от по-стари седименти", казва водещият автор Моли Рейндж (Molly Range) под ръководството на физичния океанограф и съавтор на изследването Брайън Арбик (Brian Arbic) и палеоокеанографа и съавтор на изследването Тед Мур (Ted Moore) от Университета на Мичиган.
Моделираната височина на морската повърхност на цунамито, в метри, един час след удара на астероида. Това изображение показва резултатите от модела MOM6 - един от двата модела за разпространението на цунами, използвани в изследването, ръководено от Мичиганския университет. Кредит: Range et al. в AGU Advances, 2022 г.
Енергийно въздействие
Анализът на геоложкия запис се фокусира върху "граничните участъци". Това са морските седименти, отложени непосредствено преди или непосредствено след удара на астероида и последвалото масово измиране през Креда-Палеоген (K-Pg), с което приключва периодът Креда.
"Разпределението на ерозията и хиатусите, които наблюдавахме в най-горните морски седименти от креда, съвпадат с резултатите от нашия модел, което ни дава по-голяма увереност в прогнозите на модела", заявява Рейндж, която работи в лабораторията на Арбик в катедрата по науки за Земята и околната среда.
Според изчисленията в изследването първоначалната енергия в цунамито от удара е била до 30 000 пъти по-голяма от енергията в цунамито от земетресението в Индийския океан през декември 2004 г. Това цунами е едно от най-големите в съвременната история и при него загинаха повече от 230 000 души.
Моделираната височина на морската повърхност на цунамито, в метри, четири часа след удара на астероида. Това изображение показва резултатите от модела MOM6 - един от двата модела за разпространението на цунами, използвани в изследването, ръководено от Мичиганския университет. Кредит: Range et al. в AGU Advances, 2022 г.
Симулациите на изследователите показват, че цунамито от удара се е разпространило главно на изток и североизток в Северния Атлантически океан и на югозапад в Южния Тихи океан през Централноамериканския морски път (който в миналото е разделял Северна и Южна Америка).
В тези басейни и в някои съседни области скоростта на подводното течение вероятно е надхвърлила 20 см в секунда. Тази скорост е достатъчно голяма, за да ерозира финозърнестите седименти на морското дъно.
За разлика от това южната част на Атлантическия океан, северната част на Тихия океан, Индийският океан и регионът, който днес е Средиземноморието, са били до голяма степен защитени от най-силните ефекти на цунамито, според симулацията на екипа. На тези места моделираните скорости на течението вероятно са били по-малки от прага от 20 см/сек.
Геоложко потвърждение
Мур от Университета на Мичиган анализира публикуваните записи на 165 морски гранични участъка за преглед на геоложкия запис. Той успява да получи използваема информация от 120 от тях. Повечето от седиментите са от керни, събрани по време на научни проекти за сондиране на океани.
В северната част на Атлантическия океан и в южната част на Тихия океан има най-малко места с пълни, непрекъснати седименти от границата K-Pg. За разлика от тях най-голям брой пълни участъци от границата K-Pg са разкрити в Южния Атлантик, Северния Тихи океан, Индийския океан и Средиземно море.
Моделираната височина на морската повърхност на цунамито, в метри, 24 часа след удара на астероида. Това изображение показва резултатите от модела MOM6 - един от двата модела за разпространение на цунами, използвани в изследването, ръководено от Мичиганския университет. Кредит: Range et al. в AGU Advances, 2022 г.
"Открихме потвърждение в геоложките записи за прогнозираните зони на максимално въздействие в открития океан", коментира Арбич. Той е професор по науки за земята и околната среда и ръководи проекта. "Геоложките доказателства определено подсилват статията."
От особено значение, според авторите, са разкритията на границата K-Pg на източните брегове на Северния и Южния остров на Нова Зеландия, които се намират на повече от 12 000 км от мястото на удара в Юкатан.
Първоначално се е смятало, че силно нарушените и непълни новозеландски седименти, наречени олистостромални отложения, са резултат от местна тектонска дейност. Въпреки това, предвид възрастта на отлаганията и местоположението им директно в моделирания път на цунамито от удара в Чиксулуб, ръководеният от екип от изследователи от Университета в Мичиган подозира друг произход.
"Смятаме, че тези отлагания регистрират последиците от ударното цунами, и това е може би най-красноречивото потвърждение на глобалното значение на това събитие", заявява Рейндж.
Сравняване на модели
В частта на проучването, посветена на моделирането, е използвана двуетапна стратегия. Първо, голяма компютърна програма, наречена Hydrocode, симулира хаотичните първи 10 минути на събитието. Това включва удара на астероида, образуването на кратер и началото на цунамито. Тази работа е извършена от съавтора Брандън Джонсън (Brandon Johnson) от Университета Пардю.
Въз основа на резултатите от предишни изследвания учените моделират астероид с диаметър 14 км, който се движи със скорост 12 км в секунда. Той се е ударил в гранитна кора, покрита с дебели седименти и плитки океански води, като е разкъсал кратер с диаметър около 100 километра и е изхвърлил в атмосферата гъсти облаци сажди и прах.
Максимална амплитуда на вълната цунами в сантиметри след удара на астероида преди 66 милиона години. Кредит: Range et al. в AGU Advances, 2022 г.
Две минути и половина след удара на астероида завеса от изхвърлен материал изтласка водна стена навън от мястото на удара, като за кратко се образува вълна с височина 4,5 километра, която утихва с падането на изхвърления материал обратно към Земята.
Според симулацията на Университета на Мичиган 10 минути след като астероидът се е ударил в Юкатан и на 220 км от мястото на удара, вълна цунами с височина 1,5 км - пръстеновидна и разширяваща се навън - е започнала да се разпространява през океана във всички посоки.
В продължение на 10 минути резултатите от симулациите на iSALE Hydrocode на Джонсън са въведени в два модела за разпространение на цунами - MOM6 и MOST, за да се проследят гигантските вълни в океана. MOM6 се използва за моделиране на цунами в дълбоките слоеве на океана, а NOAA използва модела MOST оперативно за прогнози за цунами в своите центрове за предупреждение за цунами.
" Най-важният резултат тук е, че два глобални модела с различни формулировки дават почти идентични резултати, а геоложките данни за пълни и непълни участъци са в съответствие с тези резултати", коментира Мур, почетен професор по науки за земята и околната среда. "Моделите и данните от проверката съвпадат чудесно."
Според симулацията на екипа:
- Един час след удара цунамито се е разпространило извън Мексиканския залив и е навлязло в северната част на Атлантическия океан.
- Четири часа след удара вълните са преминали през Централноамериканския морски път и са навлезли в Тихия океан.
- Двадесет и четири часа след удара вълните са прекосили по-голямата част от Тихия океан от изток и по-голямата част от Атлантическия океан от запад и са навлезли в Индийския океан от двете страни.
- До 48 часа след удара значителните вълни цунами са достигнали повечето от бреговете на света.
Драматични височини на вълните
За целите на настоящото проучване изследователският екип не се опитва да оцени степента на наводненията по крайбрежието, причинени от цунамито.
Моделите им обаче показват, че височината на вълните в открития океан в Мексиканския залив би надхвърлила 100 метра, а при приближаването на цунамито към северноатлантическите крайбрежни райони и части от тихоокеанското крайбрежие на Южна Америка височината на вълните е била повече от 10 метра.
Когато цунамито се приближи до тези брегове и се сблъска с плитките дънни води, височината на вълните значително се увеличава в резултат на процес, наречен "образуване на плитки вълни" или shoaling. При този процес се деформират падащите вълни в долната част на брега, която започва, когато дълбочината на водата стане по-малка от около половината от дължината на вълната, което води до по-стръмни вълни - увеличава се амплитудата (височината) и се намалява дължината на вълната.
"В зависимост от геометрията на крайбрежието и настъпващите вълни повечето крайбрежни райони биха били залети и ерозирани до известна степен", твърдят изследователите. "Всички документирани в миналото цунами бледнеят в сравнение с такова глобално въздействие."
Последващите действия
Арбик заявява, че е планирано последващо проучване, което да моделира степента на заливане на крайбрежието в световен мащаб. Това проучване ще бъде ръководено от Василий Титов от Тихоокеанската лаборатория за морска околна среда към Националната океанска и атмосферна администрация, който е съавтор на статията в AGU Advances.
Спрaвкa: “The Chicxulub Impact Produced a Powerful Global Tsunami” by Molly M. Range, Brian K. Arbic, Brandon C. Johnson, Theodore C. Moore, Vasily Titov, Alistair J. Adcroft, Joseph K. Ansong, Christopher J. Hollis, Jeroen Ritsema, Christopher R. Scotese and He Wang, 4 October 2022, AGU Advances.
DOI: 10.1029/2021AV000627
Изтoчник: Dinosaur-Killing Asteroid Triggered Monstrous Global Tsunami With Mile-High Waves, University Of Michigan
Още по темата
Земята
Следи от сблъсъка на астероида, убил динозаврите, са открити и на Луната (видео)
Земята
Не един, а два астероида може да са убили динозаврите
Животът
Как оцеляха хлебарките след астероида, унищожил динозаврите
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари