Неподалеку от западного побережья мексиканского полуострова Юкатан находится кратер Чиксулуб глубиной 12 миль и шириной 6,2 мили. Этот ударный кратер, возраст которого составляет 66 миллионов лет, является местом падения на Землю массивного астероида, уничтожившего динозавров и примерно три четверти всей жизни на Земле. Но новые данные показывают, что удар был еще более разрушительным, чем считалось ранее.
Исследование, опубликованное сегодня в журнале AGU Advances, показывает, что астероид также вызвал чудовищное цунами с волнами высотой в милю, которые пронеслись по дну океана на тысячи миль от места столкновения в Мексике. Группа исследователей построила первое глобальное моделирование цунами от удара Чиксулуб, которое будет опубликовано в рецензируемом журнале, и изучила геологические записи в более чем 100 местах по всему миру, чтобы определить путь и силу цунами.
"Это цунами было достаточно сильным, чтобы нарушить и размыть отложения в океанических бассейнах на полпути вокруг земного шара, оставив либо пробел в записях об отложениях, либо нагромождение более древних отложений", - сообщила в пресс-релизе ведущий автор Молли Рэндж, которая провела модельное исследование для магистерской диссертации в Мичиганском университете.
По оценкам команды, начальная энергия цунами от удара Чиксулуб была в 30 000 раз больше, чем энергия цунами от землетрясения в Индийском океане в 2004 году - разрушительной катастрофы, унесшей жизни более 230 000 человек и ставшей одним из крупнейших цунами в современной истории.
Чтобы определить, насколько мощным было цунами, команда проанализировала опубликованные записи 165 морских пограничных участков, или морских отложений в геологической летописи, отложившихся примерно в то время, когда астероид врезался в Землю, и кернов осадочных пород. Керны служат в качестве земной хронологии, которую ученые могут использовать для анализа слоев камня, песка и льда, чтобы лучше понять, какой была Земля миллионы лет назад.
Граница K-Pg (также называемая границей K-T) отмечается примерно в то время, когда астроид упал, положив конец меловому периоду. По отложениям на этих пограничных участках было установлено, что ударное цунами распространялось в основном на восток и северо-восток (в северную часть Атлантического океана), а затем на юго-запад через Центрально-Американский морской пролив, который разделял континенты Северная Америка и Южная Америка. Наконец, цунами распространилось в южной части Тихого океана.
"Распределение эрозии и хиатусов, которые мы наблюдали в морских отложениях верхнего мелового периода, согласуются с результатами нашей модели, что дает нам больше уверенности в предсказаниях модели", - сказал Рейндж.
Авторы также использовали осадки пограничного разреза для определения скорости подводных течений в этих бассейнах. В некоторых близлежащих местах скорость течения, вероятно, составляла 0,4 мили в час (20 сантиметров в секунду) - скорость, достаточно сильная для размывания мелкозернистых отложений на морском дне. Для сравнения, Южная Атлантика, северная часть Тихого океана, Индийский океан и регион, который сегодня является Средиземноморьем, были в значительной степени защищены от сильного воздействия цунами.
Выступы границы K-Pg были обнаружены на восточных берегах северного и южного островов Новой Зеландии, на расстоянии более 7500 миль (12 000 км) от места падения кратера. "Мы считаем, что эти отложения фиксируют последствия ударного цунами, и это, пожалуй, самое красноречивое подтверждение глобального значения этого события", - сказал Рейндж.
Максимальная амплитуда волны цунами после столкновения с астероидом 66 миллионов лет назад. КРЕДИТ: Из работы Range et al. в журнале AGU Advances, 2022.Для создания компьютерной модели массового вымирания большая компьютерная программа, называемая гидрокодом, имитировала хаотичные первые 10 минут события вымирания. Астероид в модели был смоделирован на основе предыдущих исследований, которые показали, что космический камень, убивший динозавра, был 8,7 миль в диаметре и двигался со скоростью 27 000 миль в час. После столкновения с земной корой под мелководьем океана образовался кратер шириной 62 мили (100 км), выбросивший в атмосферу плотные облака пыли и сажи.
Согласно моделированию, выброшенный материал сформировал волну высотой 2,8 мили (4,5 км) через две с половиной минуты после удара, которая затем утихла, когда материал упал обратно на Землю. Через десять минут после падения снаряда на Юкатане волна цунами высотой 0,93 мили (1,5 км) начала распространяться по океану во всех направлениях.
Эта 10-минутная симуляция была введена в две модели распространения цунами (под названием MOM6 и MOST), используемые Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) для отслеживания и понимания этих огромных волн. "Главный результат заключается в том, что две глобальные модели с разными формулировками дали почти одинаковые результаты, а геологические данные по полным и неполным разрезам соответствуют этим результатам", - сказал в пресс-релизе палеоокеанограф Мичиганского университета и соавтор исследования Тед Мур. "Модели и данные проверки хорошо согласуются".
Моделирование отразило результаты геологических исследований, показав, что примерно через час после удара волна вышла за пределы Мексиканского залива и распространилась в Северную Атлантику. Через четыре часа после удара цунами прошло через Центральноамериканский морской путь и попало в Тихий океан, а к концу первого дня волны пересекли большую часть Тихого океана и вошли в Индийский океан с двух сторон. К 48 часам после столкновения значительные волны цунами достигли большинства береговых линий на Земле.
"В зависимости от геометрии побережья и набегающих волн, большинство прибрежных регионов будут в той или иной степени затоплены и размыты", - говорят авторы. "Любые исторически зафиксированные цунами меркнут по сравнению с таким глобальным воздействием".