Новые сведения о прошлом планеты
Бурение самого большого в мире кратера, расположенного в районе полуострова Юкатан, и взятие все новых и новых проб позволит ученым получить больше данных о том, как был сформирован кратер, и о последствиях падения на формирование новых климатических условий. Образцы, взятые из внутренней части кратера, позволят специалистам понять, что произошло с Землей после сильнейшего удара и каким образом в дальнейшем восстанавливалась жизнь. Ученым интересно понять, каким же образом происходило восстановление и кто вернулся первым, как быстро появилось эволюционное разнообразие форм.
Несмотря на то, что погибли отдельные виды и организмы, иные формы жизни начали процветать вдвойне. По мнению ученых, такая картина бедствия на планете могла повторяться за всю историю Земли многократно. И каждый раз гибло все живое, а в дальнейшем происходили процессы восстановления. Вероятно, что ход истории и развития был бы иным, если бы 65 миллионов лет назад астероид не упал бы на планету. Специалисты также не исключают возможность, что и жизнь на планете зародилась благодаря падениям больших астероидов.
[править] Тектонические процессы и условия среды
Крупнейшим событием начала мезозоя (~250 млн лет назад) стало формирование суперконтинента Пангея, объединившего основные континентальные глыбы нашей планеты. Позже происходил распад Пангеи на северную (Лавразию) и южную (Гондвану) части. Впоследствии они также распались.
К концу мезозоя континенты во многом приняли узнаваемые очертания. Лавразия разделилась на Евразию и Северную Америку, Гондвана — на Южную Америку, Африку, Австралию, Антарктиду и Индийский субконтинент, столкновение которого с азиатской континентальной плитой привело к активному орогенезу с поднятием Гималаев.
1-я половина мезозоя отличалась высоким положением материков и минимальным распространением на них мелководных морей. Во 2-й половине мезозоя происходили обширные морские трансгрессии (особенно в позднем мелу).
Существенных похолоданий не наблюдалось.
Открытие кратера
Из-за гигантских размеров кратера Чиксулуб его существование невозможно определить на глаз. Ученые открыли его только в 1978 году, причем, совершенно случайно, при проведении геофизических исследований на дне Мексиканского залива.
В ходе этих исследований была обнаружена огромная подводная дуга протяженностью в 70 км, имеющая форму полукольца.
По данным гравитационного поля ученые нашли продолжение этой дуги на суше, на северо-западе полуострова Юкатан. Сомкнувшись, дуги формируют окружность, диаметр которой составляет приблизительно 180 км.
Ударное происхождение кратера Чиксулуб было доказано по гравитационной аномалии внутри кольцеобразной структуры, а также по присутствию горных пород, характерных только для ударно-взрывного породообразования. Подтверждают этот вывод также химические исследования грунтов и детальная космическая съемка местности. Так что никаких сомнений в происхождении огромной геологической структуры уже нет.
Научное обоснование гипотезы
Сомкнувшись, найденные дуги образуют окружность, диаметр которой составляет 180 километров. Один из исследователей по имени Пенфилд сразу высказал предположение о том, что это ударный кратер, появившийся вследствие падения метеорита.
Его теория оказалась верной, что подтверждалось некоторыми фактами. Внутри кратера была найдена гравитационная аномалия. Кроме того, учеными были обнаружены образцы «ударного кварца», имеющие сдавленную молекулярную структуру, а также стеклообразные тектиты. Такие вещества могут образовываться только при экстремальных значениях давления и температуры. То, что Чикскулуб – кратер, равных которому нет на Земле, уже не вызывало сомнений, но нужны были неопровержимые доказательства для подтверждения предположений. И они были найдены.
Научно подтвердить гипотезу удалось профессору кафедры университета Калгари Хильдебранту в 1980 году благодаря исследованию химического состава пород местности и подробной космической съемке полуострова.
Критика теории падения метеорита
Все пришли к единому мнению о падении небесного тела в месте возникновения этого ударного кратера. Тем не менее, предлагаемый сценарий или часть воздействия мелово-третичного кризиса все еще является предметом обсуждения.
Связь между падением метеорита и массовым вымиранием
Падение гигантского метеорита в конце мелового периода сейчас является общепризнанным. С другой стороны, более подробно обсуждается связь между этим метеоритом и мелово-палеогеновым вымиранием ; действительно есть другие теории вымирания, в которых метеорит не обязательно играет исключительную роль.
Это массовое вымирание — не самое радикальное, что Земля знала в прошлом. Есть и другие, где пока невозможно отметить соответствие периода массового вымирания и образования ударного кратера
Например, пермско-триасовое вымирание , самое важное в фанерозое , знаменующее конец палеозоя , 251 миллион лет назад, скорее связано с сибирскими ловушками. Был обнаружен ударный кратер Bedout диаметром 173 км , но на сегодняшний день нет единого мнения.
Опрос о сопутствующем воздействии / исчезновении
Исследования, в основном проводимые Гертой Келлер , пытались поставить под сомнение ответственность Чиксулуба за вымирание мелового периода. Действительно, по ее словам, падение астероида Чиксулуб предшествовало бы массовому вымиранию мелового периода как минимум на 300 000 лет. В 2009 году ученые идентифицировали 52 вида, присутствующих в обоих слоях отложений до и после удара Чиксулуб, показывая, что падение астероида не привело к катастрофическому снижению биоразнообразия.
Новое исследование, опубликованное на 7 февраля 2013 г.в журнале Science и опираясь на высокоточные методы радиометрического датирования, указывает, что метеорит упал на Землю 66 038 000 лет назад, максимум за 32 000 лет до исчезновения динозавров, что свидетельствует в пользу причинной связи между двумя событиями. .
Глобальное похолодание на планете
Ударная волна обошла вокруг всей Земли несколько раз. Обладая высокой температурой, она вызывала сильнейшие лесные пожары. В разных регионах планеты активизировался вулканизм и другие тектонические процессы. Многочисленные извержения вулканов и горение больших лесных массивов привели к тому, что в атмосферу попало огромное количество газов, пыли, пепла и сажи. Сложно себе это представить, но поднятые частицы вызвали процесс вулканической зимы. Он заключается в том, что большая часть солнечной энергии отражается атмосферой, вследствие чего наступает глобальное похолодание.
Подобные климатические изменения наряду с другими тяжелейшими последствиями удара оказали губительное влияние на живой мир планеты. Растениям не хватало света для фотосинтеза, что привело к снижению кислорода в атмосфере. Исчезновение огромной части растительного покрова Земли привело к гибели животных, которым не хватало пищи. Именно эти события привели к полнейшему вымиранию динозавров.
Что произошло потом?
Чиксулубский метеорит после своего падения имел определённые последствия. В ходе столкновения астероида с Землёй он выпарил внушительную часть её коры. Над областью, в которой это произошло, в воздух поднялись обломки, а Земля «покрылась» пожарами и вулканическими извержениями. Сажа с пылью привели к закрытию солнечного света, вследствие чего планета погрузилась в значительный по продолжительности период мрака.
Исследуя Чиксулуб, учёные производили анализ мел-палеогенового слоя, который был обнаружен в 300 местах во всём мире. Это позволило вести речь о том, что в эпицентре явлений случилась гибель всего живого мира. Противоположная часть Земли, в свою очередь, пострадала от масштабных землетрясений, цунами, недостатка солнечного света. Наряду с этим в кругах учёных появились новые версии появления нашей планеты.
Таким образом, Чиксулубский кратер позволил сделать немало открытий. Он вызывает среди учёных колоссальный интерес, поэтому продолжает изучаться и исследоваться до сих пор.
Новые сведения о прошлом планеты
Бурение самого большого в мире кратера, расположенного в районе полуострова Юкатан, и взятие все новых и новых проб позволит ученым получить больше данных о том, как был сформирован кратер, и о последствиях падения на формирование новых климатических условий. Образцы, взятые из внутренней части кратера, позволят специалистам понять, что произошло с Землей после сильнейшего удара и каким образом в дальнейшем восстанавливалась жизнь. Ученым интересно понять, каким же образом происходило восстановление и кто вернулся первым, как быстро появилось эволюционное разнообразие форм.
Несмотря на то, что погибли отдельные виды и организмы, иные формы жизни начали процветать вдвойне. По мнению ученых, такая картина бедствия на планете могла повторяться за всю историю Земли многократно. И каждый раз гибло все живое, а в дальнейшем происходили процессы восстановления. Вероятно, что ход истории и развития был бы иным, если бы 65 миллионов лет назад астероид не упал бы на планету. Специалисты также не исключают возможность, что и жизнь на планете зародилась благодаря падениям больших астероидов.
К каким последствиям привело падение
Вследствие подобного удара должно было произойти цунами, высота которого составляет 50-100 метров. Тело, пришедшее из космического пространства, ушло в глубокие слои материка. Ударная волна, которая прошлась по поверхности планеты с высокой температурой, спровоцировала пожары в лесу, которые проходили во всём мире. Вследствие этого произошёл выброс внушительного количества сажи, угарного газа.
Частицы этих веществ, которые поднялись, спровоцировали климатические изменения наподобие ядерной зимы. В связи с этим поверхность была закрыта за счёт пылевого облака, и солнечные лучи проникать на неё не могли. Рациональное компьютерное моделирование, спровоцированное учёными, позволило показать тот факт, что в воздух произошёл выброс 15 триллионов тонн сажи и пепла. А на Земле в то время царила тьма, как будто бы на ней стояла лунная ночь.
В результате того, что живому миру было недостаточно светового потока, его жизнь замедлилась. На протяжении 1-2 лет и вовсе произошло ингибирование фотосинтеза, что вызывало снижение содержания кислорода в воздухе. На континентах Чиксулубский метеорит вызвал падение температурного режима до отметки в 28 градусов, в океанических просторах – до 11 градусов по Цельсию.
Карта гравитационной аномалии области чиксулубского кратера. Затененная область — полуостров Юкатан
Последствия заключаются и в исчезновении фитопланктона, который представляет собой важнейший элемент пищевой цепи. Зоопланктон вымер, как и большое количество прочих обитателей морских глубин. Исходя из продолжительности пребывания в стратосфере аэрозолей сульфатного происхождения, изменилась и годовая температура околоземного воздуха. До 16 лет она составляла менее 3 градусов. Суммарное её уменьшение равно 26 градусов.
Наряду с этим в учёном мире предполагается, что Чиксулуб спровоцировал серьёзную сейсмическую волну. Ей удалось обогнуть шар планеты Земля в течение нескольких раз, что привело к излиянию лавы. Случилось это в противоположной точке Земли. По итогам организованного подводного бурения, которое случилось в 2016 году, в центральной части был обнаружен слой, в котором имеются следы рытья и ползания. По оценкам учёных их образование произошло незадолго до столкновения.
События, имевшие место после катастрофы
Падение астероида выпарило огромную часть земной коры. Над местом падения взмыли в небо обломки, на Земле вспыхнули пожары и извержения вулканов. Именно сажа и пыль закрыли солнечный свет и погрузили планету в очень долгий период зимнего мрака.
В течение последующих месяцев пыль и обломки осыпались на земную поверхность, покрывая планету плотным слоем астероидной пыли. Именно этот слой является для палеонтологов свидетельством поворотного момента в истории Земли.
В районе Северной Америки до удара метеорита процветали пышные леса с густым подлеском из папоротников и цветов. Климат в те далекие времена был намного теплее нынешнего. На полюсах не было снегов, а динозавры бродили не только по Аляске, но и на Сеймуровых островах.
Последствия удара метеорита о землю ученые изучали, анализируя мел-палеогеновый слой, найденный в более чем 300 местах по всему миру. Это дало основание говорить о том, что вблизи эпицентра событий погибло все живое. Противоположная же часть планеты пострадала от землетрясений, цунами, нехватки света и других последствий катастрофы.
Те живые существа, что не погибли сразу, умирали от отсутствия воды и пищи, уничтоженной кислотными дождями. Гибель растительности привела к смерти травоядных, от чего страдали и плотоядные, оставшись без питания. Были нарушены все звенья цепочки.
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, 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. Кроме того, в этой статье уточнены возможные параметры астероида и последствия его столкновения с Землёй.
Кроме того, в пограничном слое найдены частицы и тектитного стекла (которое формируется только при астероидных ударах и ядерных взрывах), а также обломки горных пород, наибольшее содержание которых на мел-палеогеновой границе обнаружено в районе Карибского бассейна (как раз там, где находится полуостров Юкатан).
Гипотеза Альваресов получила поддержку части научного сообщества, но в течение 30 лет выдвигалось много альтернативных (подробнее см. в статье Мел-палеогеновое вымирание)
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.
Вопрос о датах
В феврале 2004 года международная группа ученых во главе с Гертой Келлер из Принстонского университета опубликовала результаты своей работы. Она была основаны на анализе образца породы извлеченной в районе кратера. И эти результаты говорили о том, что кратер Чиксулуб возник примерно на 300 000 раньше, чем исчезли динозавры. Авторы утверждали, что это воздействие не уничтожило животных. И, скорее всего, произошло два или более столкновения.
Келлер и ее коллеги проанализировали породу из кратера с помощью пяти независимых методов определения возраста. Результаты работы показали, что кратер появился примерно за треть миллиона лет до того, как динозавры исчезли с лица планеты. Келлер и ее команда утверждали, что их результаты доказывают — падение метеорита само по себе не вызвало массовое вымирание. По их мнению, динозавров сгубило глобальное потепление. Оно было вызвано выбросами углекислого газа, связанными с мощными извержениями лавы. Их следы сегодня можно обнаружить в Индии. Они известны как Деканские траппы.
Воздействие, в результате которого появился Чиксулуб, произошло именно в этот период потепления. И хотя его влияние на окружающую среду было серьезным, это событие не вызвало вымирание динозавров. Команда утверждала, что был второй удар. Он произошел спустя 300 000 лет после первого. И именно он уничтожил динозавров. Келлер заявляла, что структура дна Индийского океана подтверждает эту теорию.
Неудивительно, что эта противоречивая контр-гипотеза была воспринята в научном мире в штыки. Противники новой гипотезы использовали множество разных аргументов в защиту старой версии. Например, они указывали на то, что воздействия, подобные тому которое создало Чиксулуб, происходит примерно каждые 100 миллионов лет. Тот факт, что два таких воздействия случились в течение 300 000 лет, статистически маловероятен.
Почему на Земле кратеров меньше, чем на Луне
При столкновении с Луной метеориты оставляют круглые кратеры. Credit: vokrugsveta.ru.
Большинство планет в Солнечной системе покрыто следами столкновения с метеоритами и астероидами. Земля более других защищена от их воздействия за счет наличия атмосферы, вторгаясь в которую, небесные тела сгорают по пути.
Однако быстрые и крупные тела минуют плотные воздушные слои и на большой скорости падают на Землю. Последствием таких ударов чаще всего являются остающиеся на поверхности следы в виде метеоритных кратеров. Некоторые историки считают причиной «девонского» вымирания и утери почти половины живого на Земле такие космические столкновения.
Остальные планеты Солнечной системы, как и их спутники (Луна и другие), не имеют атмосферы, поэтому их поверхность больше испещрена круговыми образованиями по сравнению с Землей.
Что произошло после падения метеорита?
Что произошло на Земле после падения метеорита? По мнению палеонтолога Дэниэла Дурда (Исследовательский институт Колорадо), за считаные минуты и часы пышный и цветущий мир планеты превратился в опустошенную землю. В тысячах километрах от места падения метеорита все было начисто уничтожено. Удар унес жизни более чем трех четвертей всех живых существ и растений на Земле. Наиболее сильно пострадали именно динозавры, они все вымерли.
Долгое время люди даже не догадывались о существовании кратера. Но после того как он был найден, появилась необходимость его исследования, поскольку у ученых накопилось много гипотез, нуждающихся в проверке, вопросов и предположений. Если посмотреть на полуостров Юкатан на карте, то сложно представить реальные размеры кратера на местности. Северная его часть находится далеко от берега и укрыта 600 метрами океанических отложений.
В 2016 году ученые начали бурение в районе морской части кратера, для того чтобы извлечь образцы керна. Анализ извлеченных образцов позволит пролить свет на события, произошедшие давным-давно.
Фальшивые кратеры
В 21 в. вокруг Земли летает большое количество космических спутников, которые постоянно ведут съемку. Часто это упрощает для ученых поиск районов падения метеоритов. Однако бывают и обратные ситуации.
Долгое время продолжались исследования последствий падения космических тел на побережье Гудзонского залива (Дуга Настапока в Канаде), но типичные следы от метеорита не были найдены. Скорее всего, Дуга является природным образованием.
Другой фальшивый кратер в пустыне размером около 50 км, получивший название «Глаз Сахары», хорошо просматривался из космоса в виде кольца. Однако исследования ученых доказали отсутствии его ударного происхождения, а плоское дно было образовано под действием эрозии осадочных образований.
Последствия падения метеорита
Считается, что кратер Чиксулуб был образован при падении метеорита не менее 10 километров в диаметре. По имеющимся расчетам метеорит двигался с юго-востока под небольшим углом. Его скорость составляла около 30 километров в секунду.
Побережье Чиксулуб (Karyn Christner)
Падение этого гигантского космического тела произошло приблизительно 65 миллионов лет назад, на рубеже мелового периода и палеогена. Последствия его были действительно катастрофическими и оказали глубокое влияние на развитие жизни на нашей планете.
Мощность удара метеорита превышала мощность атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, в несколько миллионов раз.
Непосредственно после падения образовался огромный хребет, окружающий кратер, высота которого могла достигать нескольких тысяч метров.
Однако он в скором времени был разрушен землетрясениями и другими геологическими процессами. Удар вызвал мощнейшие цунами; предполагается, что высота волн составила от 50 до 100 метров. Волны прошли далеко вглубь континентов, снося все на своем пути.
Вокруг Земли несколько раз прошла ударная волна, обладающая высокой температурой и вызывающая лесные пожары. В разных уголках нашей планеты активизировались тектонические процессы и вулканизм.
В результате многочисленных вулканических извержений и горения лесов в атмосферу Земли было выброшено огромное количество пыли, пепла, сажи и газов. Поднятые частицы вызвали эффект вулканической зимы, когда большая часть солнечного излучения экранируется атмосферой и наступает глобальное похолодание.
Такие резкие климатические изменения вместе с прочими негативными последствиями удара были губительны для всего живого на Земле. Растениям было недостаточно света для осуществления фотосинтеза, в результате чего содержание кислорода в атмосфере сильно сократилось.
В связи с исчезновением значительной части растительного покрова нашей планеты стали вымирать и животные, которым не хватало пищи. Именно в результате этих событий полностью вымерли динозавры.
[править] Животный мир
Среди животных триаса сохранялись малочисленные палеозойские реликтовые группы, например крупные земноводные лабиринтодонты. В конце триаса вымерли конуляты, конодонты, многие виды рыб и водных рептилий; на суше исчезли глоссоптериевые и архаичные земноводные и рептилии.
Процветали цефалоподы — аммониты и белемниты.
В морях процветали плезиозавры, мозазавры и ихтиозавры.
На суше — полное господство динозавров, некоторые из которых достигали самых больших размеров, известных у наземных животных. В юре выделились птицы. Были и другие летающие динозавры, были и водные динозавры.
Процветали и другие близкие к динозаврам группы — крокодиломорфы и птерозавры.
Млекопитающие не могли соперничать с динозаврами, это были мелкие и относительно немногочисленные животные. Более того, млекопитающие вели исключительно ночной образ жизни, а днём прятались в норах, опасаясь хищных динозавров, — лишь после гибели нептичьих динозавров млекопитающие стали дневными доминирующими животными.
