Mørkt i 2 år efter dino-dræbende asteroide?

Kunstnerens koncept om en asteroide, der påvirker Jorden. Billede via NASA og NCAR / UCAR.

Forskere siger, at de har brugt en computermodel i verdensklasse for at lære, at Jorden blev dybt ned i mørke i næsten to år, efter en asteroidpåvirkning for 66 millioner år siden, ved afslutningen af ​​Jordens kridttid. National Center for Atmospheric Research (NCAR) førte undersøgelsen med støtte fra NASA og University of Colorado Boulder. En erklæring fra 21. august 2017 fra NCAR / UCAR, skrevet af Laura Snider (@lauracsnider), sagde:

Dette ville have lukket fotosyntesen, drastisk afkølet planeten og bidraget til den masseudryddelse, der markerede afslutningen på dinosaurernes alder.

Detaljer om undersøgelsen blev offentliggjort 21. august i det peer-reviewede tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences .

Det antages, at mere end tre fjerdedele af alle arter på Jorden, inklusive alle ikke-aviær-dinosaurer, forsvandt ved grænsen til kridttalogen-perioderne, en begivenhed kendt som K-Pg-udryddelse.

Beviser tyder på, at udryddelsen skete på samme tid, som en stor asteroide ramte Jorden i det, der nu er Yucatán-halvøen. Kollisionen ville have udløst jordskælv, tsunamier og endda vulkanudbrud.

Badlands nær Drumheller, Alberta, hvor erosion har udsat K – Pg-grænsen. Billede via Wikimedia Commons.

Forskere beregner også, at kraftens påvirkning ville have lanceret fordampet sten højt over jordoverfladen, hvor den ville have kondenseret til små partikler kendt som kugler. Da kuglerne faldt tilbage til Jorden, ville de være blevet opvarmet af friktion til temperaturer, der var høje nok til at udløse globale brande og bore Jordens overflade. Et tyndt lag kugler findes over hele verden i den geologiske registrering.

NCAR-forsker Charles Bardeen, der ledede undersøgelsen, sagde:

Udryddelsen af ​​mange af de store dyr på land kunne have været forårsaget af den umiddelbare efterslæb af påvirkningen, men dyr, der levede i oceanerne eller dem, der kunne grave ned under jorden eller midlertidigt glide under vand, kunne have overlevet.

Vores undersøgelse henter historien efter de første virkninger - efter jordskælvene og tsunamierne og broiling. Vi ønskede at se på de langsigtede konsekvenser af mængden af ​​sot, vi tror var skabt, og hvad disse konsekvenser kunne have betydet for de dyr, der blev tilbage.

I tidligere undersøgelser har forskere estimeret mængden af ​​sod, der måske er blevet produceret af globale vilde ildebrande ved at måle sodaflejringer, der stadig er bevaret i den geologiske registrering. I den nye undersøgelse brugte Bardeen og hans kolleger den NCAR-baserede Community Earth System Model (CESM) til at simulere sodens virkning på det globale klima fremover. De brugte de seneste skøn over mængden af ​​fin sod, der findes i det lag af sten, der blev efterladt efter påvirkningen (15.000 millioner tons), såvel som større og mindre mængder, for at kvantificere klimafølsomheden over for mere eller mindre omfattende brande.

I simuleringerne blev sod opvarmet af solen højere og højere i atmosfæren og dannede til sidst en global barriere, der blokerede det store flertal af sollys fra at nå jordoverfladen. Brian Toon fra University of Colorado i Boulder, der var medforfatter til undersøgelsen, sagde:

Først ville det have været så mørkt som en månelys aften.

Mens himlen gradvist var blevet lysere, ville fotosyntesen have været umulig i mere end et halvt år, ifølge simuleringerne. Fordi mange af planterne på land allerede var blevet forbrændt i brande, ville mørket sandsynligvis have haft sin største indflydelse på planteplankton, som understøtter havets fødekæde. Tabet af disse bittesmå organismer ville have haft en ringvirkning gennem havet og til sidst ødelægge mange arter af havliv.

Forskerteamet fandt også, at fotosyntesen ville have været midlertidigt blokeret, selv ved meget lavere niveauer af sod. For eksempel ville en tredjedel af det bedste estimat fra målinger fotosyntesen stadig have været umulig i et simulatur med kun 5.000 millioner tons sod ot .

I simuleringerne forårsagede tabet af sollys et stejlt fald i gennemsnitstemperaturer på jordoverfladen med et fald på 50 grader Fahrenheit (28 grader Celsius) over land og 20 grader Fahrenheit (11 grader Celsius) over oceanerne.

Mens Jordens overflade afkøledes i undersøgelsesscenarierne, blev atmosfæren højere op i stratosfæren faktisk meget varmere, da sodet optog lys fra solen. De varmere temperaturer forårsagede ozonødelæggelse og gjorde det muligt at opbevare store mængder vanddamp i den øvre atmosfære. Vanddampen reagerede derefter kemisk i stratosfæren for at producere brintforbindelser, der førte til yderligere ozonødelæggelse. Det resulterende ozontab ville have gjort det muligt for ødelæggende doser ultraviolet lys at nå Jordens overflade efter, at soden var fjernet.

Det store vandmagasin i den øvre atmosfære, der blev dannet i simuleringerne, fik også laget af sollys-blokerende sod til at blive fjernet pludselig efter langvarig i årevis, hvilket blev en overraskelse af forskerteamet. Da sodet begyndte at sætte sig ud af stratosfæren, begyndte luften at køle ned. Denne afkøling fik på sin side vanddamp til at kondensere til ispartikler, som vaskede endnu mere sod ud af atmosfæren. Som et resultat af denne feedback loop afkøling forårsager nedbør, der forårsagede mere afkøling det tyndende sodlag forsvandt på kun få måneder.

Mens forskerne mener, at den nye undersøgelse giver et robust billede af, hvor store injektioner af sod i atmosfæren kan påvirke klimaet, advarer de også om, at undersøgelsen har begrænsninger.

For eksempel blev simuleringerne kørt i en model af nutidig jord, ikke en model, der repræsenterede, hvordan Jorden lignede i kridttiden, da kontinenterne var på lidt forskellige steder. Atmosfæren for 66 millioner år siden indeholdt også noget forskellige koncentrationer af gasser, herunder højere niveauer af kuldioxid.

Derudover forsøgte simuleringerne ikke at redegøre for vulkanudbrud eller svovl frigivet fra jordskorpen på stedet for asteroidepåvirkningen, hvilket ville have resulteret i en stigning i lysreflekterende sulfat-aerosoler i atmosfæren.

Læs mere om denne undersøgelse fra NCAR / UCAR

Nederste linje: Et team ledet af forskere fra National Center for Atmospheric Research brugte computermodellering for at lære, at Jorden var dybt ned i mørke i næsten to år, efter den massive asteroidestrejke, der sluttede dinosaurernes alder for 66 millioner år siden.