Геология Земя 

Астероидът, убил динозаврите, може би е потопил Земята в тъмнина за период от две години

Светлината, абсорбираща саждите в атмосферата, има потенциала да блокира фотосинтезата на нашата планета.

Credit: Image courtesy NASA
Credit: Image courtesy NASA

Според ново изследване, огромните количества сажди, изхвърлени във въздуха от глобалните горски пожари след масов астероиден сблъсък преди 66 милиона години, биха потопили Земята в тъмнина в продължение на почти две години. Това би довело до спиране на фотосинтезата, драстично охлаждане на планетата и би допринесло за масовото измиране, белязало края на века на динозаврите.

Тези нови подробности за това как климатът би могъл да се променя коренно след въздействието на астероид с ширина 10 километра, са публикувани на 21 август в бюлетина на Националната академия на науките на САЩ (Proceedings of the National Academy of Sciences). Изследването, ръководено от Националния център за атмосферни изследвания (NCAR) с подкрепата на НАСА и Университета на Колорадо Боулдър, използва компютърен модел, за да обрисува богата картина на това как условията на Земята може би са изглеждали в края на периода Креда – информация, която палеобиолозите може да използват, за да разберем по-добре защо някои видове са загинали, особено в океаните, докато други са оцелели.

----
Ако планината ви е втори дом, имаме нещо за вас!

Учените изчисляват, че повече от три четвърти от всички видове на Земята, включително всички динозаври, освен птиците, са изчезнали в границите на периода Креда – Палеоген – събитие, известно като масовото измиране Креда – Терциер. Доказателствата показват, че то е настъпило по същото време, когато голям астероид удря Земята в сегашния полуостров Юкатан. Сблъсъкът би могъл да предизвика земетресения, цунами и дори вулканични изригвания.

Учените също така изчисляват, че силата на удара би изстреляла изпарена скала високо над земната повърхност, където би се кондензирала в малки частици, известни като сфери. Тъй като сферите се връщат обратно на Земята, те щяха да бъдат загрети от триенето до температури, достатъчно високи, за да предизвикат глобални пожари, които да поразят повърхността на Земята. В геологичния запис може да се намери тънък слой от сфери.

„Изчезването на много от големите животни на сушата би могло да бъде причинено непосредствено от ефектите на удара, но животните, които живеят в океаните или тези, които биха могли да се скрият под земята или да се гмурнат под водата временно, биха моли да оцелеят“, казва Чарлс Бардън, който ръководи проучването. „Нашето изследване улавя историята след първоначалния ефект – след земетресенията, цунамитата и пожарите. Искахме да разгледаме дългосрочните последици от количеството сажди, които смятаме, че са се образували, и какви последствия би могло да има това за останалите животни.“

Други съавтори на изследването са Роландо Гарсия и Андрю Конли, учени от NCAR и Оуен „Брайън“ Туун, изследовател в Университета на Колорадо Боулдър.

Свят без фотосинтеза

В предишни изследвания изследователите са изчислили количеството сажди, които биха могли да се получат от глобални горски пожари чрез измерване на сажди, които все още са запазени в геоложкия запис. За новото изследване Бардън и колегите му са използвали модела Community Earth System Model (CESM) на NCAR, за да симулират ефекта на саждите върху глобалния климат. Те са използвали най-новите прогнози за количеството фини сажди, открити в слоя скали, останал след сблъсъка (15 милиарда тона), както и по-големи и по-малки количества, за да се определи чувствителността на климата към повече или по-малко мащабни пожари.

В симулациите саждите, загрявани от Слънцето, са се издигали все по-нагоре в атмосферата, което в крайна сметка образувало глобална бариера, която възпрепятствала огромната част от слънчевата светлина да достигне земната повърхност. „Отначало може би е било толкова тъмно, колкото лунна нощ“, казва Туун.

Резултатите от симулациите показват, че докато небето постепенно се разяснява, фотосинтезата би била невъзможна повече от година и половина. Тъй като много от растенията на сушата вече биха били изгорели при пожарите, тъмнината вероятно би могла да има най-голямо въздействие върху фитопланктона, който стои в основата на океанската хранителна верига. Загубата на тези малки микроорганизми в крайна сметка щеше да унищожи много морски видове.

Изследователският екип установил още, че фотосинтезата би била временно блокирана дори и при много по-ниски нива на сажди. Например, при симулация, използваща само 5 милиарда тона сажди – около една трета от най-добрата оценка от измерванията – фотосинтезата все още би била невъзможна за цяла година.

В симулациите загубата на слънчева светлина довежда до рязък спад на средните температури на повърхността на Земята – с над 28°C над земята и 11°C над океаните.

Докато повърхността на Земята се охлажда в сценариите на проучването, атмосферата, която се е издигнала в стратосферата, всъщност става много по-топла, тъй като саждите поглъщат светлината от Слънцето. По-високите температури причиняват разрушаване на озона и позволяват да се съхраняват големи количества водни пари в горната част на атмосферата. След това водната пара реагира химически в стратосферата, за да произведе водородни съединения, които водят до по-нататъшното разрушаване на озона. Получената загуба на озон би позволила вредни дози ултравиолетова светлина да достигнат повърхността на Земята след изчистването на саждите.

Големият резервоар на водата в горната атмосфера, образуван в симулациите, също причинява отнемането на слоя от сажди, блокиращи слънчевата светлина, след продължително прекъсване – находка, която изненадва изследователския екип. Тъй като саждите започват да се утаяват от стратосферата, въздухът се охлажда. Това охлаждане, от своя страна, кара водните пари да кондензират в ледниците, като „измиват” още повече сажди от атмосферата. В резултат на тази обратна връзка – охлаждане, причиняващо валежи, които довеждат до по-голямо охлаждане – изтъняващият слой сажди изчезва само за няколко месеца.

Отхвърляне на модела

Въпреки че според учените новото изследване дава ясна картина за това какво количество сажди в атмосферата могат да повлияят на климата, те също така предупреждават, че проучването има ограничения.

Например, симулациите са проведени по модела на съвременната Земя, а не по модела на Земята по време на периода Креда, когато континентите са били разположени по различен начин. Атмосферата преди 66 милиона години е съдържала по-различни концентрации на газовете, включително по-високи нива на въглероден диоксид.

Освен това симулациите не се опитват да обяснят вулканичните изригвания или сярата, освободени от земната кора, на мястото на астероидното въздействие, което би довело до увеличаване на светлоотразяващите сулфатни аерозоли в атмосферата.

Изследването е ограничен и от атмосферния компонент на компютърния модел, известен като Whole Atmosphere Community Climate Model (WACCM).

„Астероидният сблъсък е много голямо смущение – не е нещо, което нормално ще видите при моделирането на бъдещите климатични сценарии“, каза Бардън. „Така че моделът не е предназначен да се справи с това и ние трябваше да настроим модела така, че да може да се справи с някои от въздействията на събитието, като затоплянето на стратосферата с над 200°C.“

Тези подобрения на WACCM биха могли да бъдат полезни за други видове проучвания, включително моделирането на сценарий „ядрена зима“. Подобно на глобалните горски пожари преди милиони години, експлозия на ядрени оръжия може също да въведе големи количества сажди в атмосферата, което би могло да доведе до временно глобално захлаждане.

„Количеството сажди, създадени от ядрената война, ще бъде много по-малко, отколкото е било по време на масовото измиране Креда – Терциер “, казва Бардън. „Но саждите ще променят климата по сходен начин, охлаждане на повърхността и загряване на горната атмосфера, с потенциално опустошителни последици.“

Превод: Вероника Павлова

Източник: Science Daily

Коментари

коментара

Related posts

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close