Chicxulub Impaktor - Chicxulub impactor
Koordinaten : 21 ° 24'N 89 ° 31'W /. 21.400 ° N 89,517 ° W.
Der Chicxulub Impaktor ( / tʃ í k ʃ ə l U b / CHEEK -shə-loob ), auch bekannt als die K / Pg Impaktor oder (spekulativ) als Chicxulub sternartig war die sternartig oder anderen Himmelskörper die Erde geschlagen Vor etwa 66 Millionen Jahren entstand der Chicxulub-Krater , der nach wissenschaftlichem Konsens die Hauptursache für das Aussterben der Kreidezeit und des Paläogenismus war . Es wird geschätzt, dass der Impaktor typischerweise ein Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 15 km war, aber seine Zusammensetzung und Größe bleiben unter Experten ein Thema der Debatte. Es ist nach der Stadt Chicxulub Pueblo benannt , die sich in der Nähe des Zentrums des Kraters befindet.
Zusammenhang mit dem Aussterben der Kreidezeit und des Paläogens
In der geologischen Aufzeichnung fällt der Chicxulub-Einfluss eng mit der Kreide-Paläogen-Grenze (K-Pg-Grenze) und dem Kreide-Paläogen-Aussterben zusammen , bei dem die meisten großen Pflanzen und fast alle großen Tiere, einschließlich aller Nicht-Vogel- Dinosaurier , ausgestorben sind . Die K-Pg-Grenze und der Chicxulub-Einfluss liegen beide bei etwas mehr als 66 Ma (obwohl ältere Texte häufig ein Datum von 65 Ma verwenden). Wissenschaftlicher Konsens besagt, dass der Chicxulub-Einfluss die Hauptursache für das Massensterben war. Diese Theorie basiert auf mehreren Beweislinien, einschließlich der zeitlichen Ausrichtung des Aufpralls mit dem Massensterben im Fossilienbestand , der Iridiumanomalie in der K-Pg-Schicht und den extrem schwerwiegenden globalen Auswirkungen des Aufpralls, die auftreten können in der geologischen Aufzeichnung gefunden oder aus Modellen geschätzt.
Andere vorgeschlagene Ursachen für das Massensterben sind die Klimaeffekte des Vulkanismus der Deccan-Fallen , aber die meisten Experten glauben, dass diese Effekte höchstens dazu beigetragen haben.
Der Impaktor
Ab 2021 vertreten Experten unterschiedliche Ansichten über den Ursprung und die Zusammensetzung des Impaktors sowie über physikalische Parameter wie Größe, Masse und Geschwindigkeit. Die Debatten basieren auf dem Fossilienbestand , der geologischen Analyse des Einschlagskraters und der K-Pg-Grenzschicht , rechnergestützten Modellen der Fluiddynamik , statistischen Studien von Asteroidenpopulationen und anderen Beweisquellen.
In Texten für ein allgemeines Publikum wird der Durchmesser des Impaktors manchmal mit etwa 10 bis 15 km angegeben. Dies liegt innerhalb des Größenbereichs, der in der aktuellen Forschung als plausibel angesehen wird, liegt jedoch eher am kleineren Ende. In einer Modellanalyse von Hector Javier Durand-Manterola und Guadalupe Cordero-Tercero im Jahr 2014 betrug der Median der Schätzungen des unteren Durchmessers der Modelle 10,7 km und der Median der oberen Schätzungen 31,6 km (was einen porösen Kometen darstellt).
Ein Beispiel für aktuelle Parameterschätzungen ist eine 2020-Studie von Gareth Collins, Narissa Patel et al. in Nature Communications , indem sie Daten von Kratern informiert Kernproben (aufgenommen von IODP - ICDP Expedition 364 im Jahr 2016). Die Autoren simulieren ein Szenario mit einem Impaktor mit einem Durchmesser von 17 km, einer Dichte von 2.650 kg / m 3 und einer Masse von etwa 6,82 × 10 15 kg , mit 12 km / s und einem Winkel von 60 ° zur Horizontalen auf die Erde treffen. In einem anderen Szenario, das ebenfalls ungefähr den von ihnen analysierten Beweisen entspricht, simulieren sie einen Impaktor mit einem Durchmesser von 21 km und einer Masse von 1,28 × 10 16 kg , eine Geschwindigkeit von 20 km / s und ein Aufprallwinkel von 45 °. Diese Werte sind nicht endgültig; Sie veranschaulichen lediglich eine Reihe von Expertenschätzungen auf der Grundlage aktueller Erkenntnisse. Ihr Dichteparameter entspricht in etwa dem eines kohlenstoffhaltigen Chondrit- Asteroiden, der häufig als wahrscheinlicher Typ des Impaktors angesehen wird.
Es ist möglich, aber nicht Teil des Konsenses, dass andere verwandte Impaktoren gleichzeitig mit dem Chicxulub-Impaktor oder während einer Periode erhöhter Auswirkungen auf die Erde treffen. Der Shiva-Krater und der Silverpit-Krater wurden in mehreren Aufprallhypothesen aufgestellt, aber keiner von ihnen wird allgemein als Aufprallkrater akzeptiert. Der Boltysh-Krater ist ein anerkannter Einschlagkrater und stammt ungefähr aus der gleichen Zeit wie der in Chicxulub. Bisher gibt es jedoch keine konkreten Hinweise, die Boltysh spezifisch mit dem Chicxulub-Krater oder dem Massensterben in Verbindung bringen. Die Forschung an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen geht bei Chicxulub typischerweise von einem einzigen großen Einfluss aus.
Elternkörper
Die Frage nach der Zusammensetzung und dem astronomischen Ursprung des Impaktors (die eng miteinander verbunden sind) wurde im Wesentlichen seit Einführung der Alvarez-Hypothese aktiv diskutiert. Die Gewalt des Aufpralls transformierte, verbreitete und mischte das eigentliche Material des Impaktors, wodurch seine Zusammensetzung viel schwieriger zu bestimmen war als bei Untersuchungen von Stößen, bei denen eindeutige, intakte Meteoritenfragmente untersucht werden können. Ab 2021 besteht kein wissenschaftlicher Konsens über die Zusammensetzung des Chicxulub-Impaktors, aber einige Möglichkeiten werden als wahrscheinlicher angesehen als andere. Geologische Beweise deuten im Allgemeinen auf einen kohlenstoffhaltigen Chondrit- Asteroiden hin, von dem möglicherweise ein kleines Fragment gefunden wurde, aber es gibt eine Minderheitensicht, dass der Impaktor ein Komet war . Für seinen Ursprung wurden verschiedene Theorien vorgeschlagen, die auf Beobachtungen von Asteroiden (oder Kometen) im Sonnensystem beruhen.
Eine Theorie über den Ursprung des Impaktors wurde von William F. Bottke , David Vokrouhlický und David Nesvorný in einem 2007 in Nature veröffentlichten Artikel vorgeschlagen . Sie argumentierten, dass eine Kollision im Asteroidengürtel um 160 Ma zur Baptistina-Familie der Asteroiden führte Das größte überlebende Mitglied ist 298 Baptistina . Sie schlugen vor, dass der Chicxulub-Impaktor ein Asteroidenmitglied dieser Gruppe sei, was auf die große Menge an kohlenstoffhaltigem Material in mikroskopischen Fragmenten am Standort hinweist, was darauf hindeutet, dass es sich um ein Mitglied einer seltenen Klasse von Asteroiden handelt, die als kohlenstoffhaltige Chondriten wie Baptistina bezeichnet werden. Im Jahr 2011 revidierten Daten des Weitfeld-Infrarot-Vermessungs-Explorers das Datum der Kollision, durch die die Baptistina-Familie entstand, auf etwa 80 Ma, was die Hypothese in Frage stellte, da der Resonanz- und Kollisionsprozess eines Asteroiden typischerweise viele zehn dauert von Millionen von Jahren.
Andere Arbeiten haben den Asteroiden P / 2010 A2 , ein Mitglied der Flora-Familie der Asteroiden, als mögliche Restkohorte des Chicxulub-Impaktors in Verbindung gebracht.
Im Februar 2021 veröffentlichten Amir Siraj und Avi Loeb einen Artikel in Scientific Reports , in dem sie sich für einen orbital gestörten Sonnenraupenkometen als Ursprung des Impaktors aussprachen. Die Theorie wurde jedoch von anderen Experten mit Skepsis aufgenommen.
Der Aufprall
Laut Collins, Patel, et al., 2020, Eine steil geneigte Flugbahn für den Chicxulub-Aufprall , näherte sich der Impaktor von Nordosten in einem Winkel zwischen etwa 45 ° und 60 ° von der Horizontalen. Es schlug in einem flachen Ozean ein und öffnete innerhalb von 20 Sekunden nach dem Aufsetzen einen vorübergehenden Hohlraum in einer Tiefe von etwa 30 km (den größten Teil des Weges durch die Erdkruste bis zu seinem Erdmantel ). Obwohl die zugrunde liegende Physik viele wichtige Unterschiede aufweist, könnte der Einfluss in erster Näherung als spritzartiger Prozess dargestellt werden. Der vorübergehende Hohlraum, der durch die anfängliche Kompression des Impaktors geöffnet wurde, kollabierte (geschlossen) innerhalb von 180 Sekunden (3 Minuten) und erzeugte einen etwa 10 km hohen Peak, der dann fiel und die Kraterstelle 300 Sekunden (5 Minuten) nach dem Aufsetzen relativ eben ließ. In der Zwischenzeit hatte der Aufprall einen Auswurfvorhang aus Trümmern aufgewirbelt , der mit einer Geschwindigkeit von mehreren km / s um die Welt ging und die K-Pg-Schicht bildete, die in der geologischen Aufzeichnung weltweit gefunden wurde.
Wie bei jedem anderen Hypervelocity- Aufprall müssen ein Teil des Impaktors und ein Teil des Zielmaterials (Erdkruste) zu einem extrem heißen, hellen Feuerball verdampft sein, der im Ausmaß des Chicxulub-Aufpralls große Mengen an Energie abgestrahlt hätte. (Der engste Vergleich in der menschlichen Erfahrung ist eine nukleare Explosion , aber die Energiefreisetzung des Chicxulub-Aufpralls lag in der Größenordnung von 100 Millionen Megatonnen , während die größte jemals getestete Bombe etwa 50 Megatonnen ergab.) Dieser Blitz sowie Überschallwinde und Extrem heftige Erdbeben (größer als alle Erdbeben, die allein durch die Erdkruste erzeugt werden können) hätten praktisch alles Leben innerhalb von etwa 1.000 km getötet, noch bevor fliegende Trümmer vom Aufprall eintrafen.
Debatte über das Ausmaß der Brände
Wenn Trümmer um die Welt gefallen wären, wäre sie durch Staudruck erwärmt worden , als sie wieder in die Atmosphäre gelangten und im Wesentlichen zu Meteoren wurden. Der Charakter und die Auswirkungen dieser sehr heißen, wieder eindringenden Trümmer sind ein Thema der laufenden Debatte. Ein relativ konsistentes Merkmal der K-Pg-Schicht ist Ruß, was eine sehr große Verbrennungsmenge impliziert. Dies wurde als Spur eines intensiven, globalen Lauffeuers interpretiert, das auf das Austrocknen der Vegetation und das Fangen von Feuer durch die Strahlungswärme wiedereintretender Trümmer in den ersten Stunden nach dem Aufprall zurückzuführen ist. Siehe zum Beispiel Douglas Robertson et al., 2013, K-Pg Extinction: Neubewertung der Heat-Fire-Hypothese . Eine andere Ansicht ist, dass der Ruß besser dadurch erklärt wird, dass der Impaktor auf ein Gebiet trifft, das reich an unterirdischen Kohlenwasserstoffen ist (zum Beispiel Kerogen , ein Vorläufer der Ölsorte, die Menschen jetzt als Brennstoff extrahieren) und es verbrennen lässt. Als Beispiele für Positionen auf dieser Seite der Debatte siehe Joanna Morgan et al., Wiederholung von Waldbränden an der K-Pg-Grenze im Jahr 2013, oder Kunio Kaiho und Naga Oshimas Ort des Asteroideneinschlags haben die Geschichte des Lebens auf der Erde verändert: das Tief Wahrscheinlichkeit des Massensterbens im Jahr 2017. Diese letzteren Theorien messen der Strahlungswärme des Trümmerregens eine geringere Bedeutung bei.
Längerfristige Auswirkungen
Obwohl die Auswirkungen des Aufpralls innerhalb der ersten Stunden äußerst dramatisch und gewalttätig waren und viele einzelne Pflanzen und Tiere gestorben wären, wird der Großteil des Massensterbens, das durch eine große Anzahl aussterbender ganzer Arten definiert wird, gewöhnlich als verstanden das Ergebnis von Veränderungen des planetaren Ökosystems in einem längeren Zeitraum von Monaten bis Jahrzehnten oder sogar viel länger. Das allgemeine Modell ist, dass Staub und Gase in der Atmosphäre die Bestrahlungsstärke an der Oberfläche erheblich verdunkelten (dh die Sonne verdunkelten ), was die globalen Temperaturen stark senkte und die Primärproduktivität verlangsamte , was zu einer trophischen Bottom-up- Kaskade von Absterben führte. Einige Ausarbeitungen dieses Modells beinhalten wichtige Rollen für Sulfat-Aerosole, die durch das auftreffende gipsreiche Gestein erzeugt werden, das modelliert werden kann, um einen vorübergehenden mittleren Lufttemperaturabfall von etwa 8 bis 15 ° C im Bereich von Jahr bis Jahrzehnt zu erzeugen, und a Konzentration auf die Versauerung der Ozeane als Schlüsselfaktor für die langsame Erholung des planetaren Ökosystems.
Siehe auch
Verweise
Weiterführende Literatur
- Smith, Roff (11. Juni 2016). "Folgendes geschah an dem Tag, an dem die Dinosaurier starben" . National Geographic News . Abgerufen am 5. August 2020 . Beschreibung der Ereignisse, die durch den Chicxulub-Impaktor verursacht wurden. CS1-Wartung: Nachschrift ( Link )