Het effect van het doden van dinosauriërs deed zijn vuile werk met stof – Ars Technica

Klassieke misdaadmysteries werken omdat bijna elk personage uiteindelijk een moordverdachte wordt. De ondergang van niet-aviaire dinosaurussen lijkt daar veel op. Het Chicxulub-effect en de nawerkingen ervan hebben een grote pool van potentieel dodelijke verdachten gecreëerd. van? Een gigantische vuurbal en een enorme tsunami? Wilde schommelingen in het klimaat? Mondiale bosbranden? Zwarte luchten belemmeren de fotosynthese? Alles hierboven vermeld?

Het modelleren van deze effecten, gecombineerd met gegevens over het uitstervingspatroon, heeft geleid tot verschillende meningen over wat doorslaggevend is gebleken in termen van het uitsterven van veel soorten. In de laatste blik op het uitsterven van het eind-Krijt heeft een team van wetenschappers, grotendeels gevestigd in Brussel, de sedimenten die in de nasleep van de inslag waren ontstaan, opnieuw bekeken en ontdekt dat een groot deel van het puin afkomstig was van fijn stof. Wanneer dit stof in klimaatmodellen wordt geïntroduceerd, daalt de temperatuur op aarde met wel 25 graden Celsius en stopt de fotosynthese ongeveer twee jaar.

Van stof tot stof

In de jaren na de inslag gebeurde er veel in de atmosfeer. Het puin dat het gevolg was van de inslag zou zijn teruggekeerd naar de atmosfeer van de aarde en daarbij zijn verbrand tot fijne, zwavelrijke rotsdeeltjes. De hitte van dit proces had enorme bosbranden kunnen veroorzaken, waardoor er veel roet aan het mengsel zou zijn toegevoegd. Het is allemaal ontstaan ​​met brokstukken van de botsing die in de atmosfeer achterbleven.

Dit heeft geleid tot het idee van de ‘effectwinter’, waarbij minder zonlicht de aarde bereikt, waardoor de temperatuur aanzienlijk daalt en de fotosynthese mogelijk wordt stopgezet. De drie belangrijkste componenten van atmosferisch stof – roet, rotsachtig puin en zwavelrijke deeltjes – krijgen de schuld, maar modellering heeft vragen doen rijzen over de vraag of deze in voldoende mate aanwezig zijn om een ​​impactwinter te veroorzaken.

Om een ​​beter idee te krijgen van wat er aan de hand is, hebben de onderzoekers achter dit nieuwe artikel opnieuw sedimenten bezocht op een locatie genaamd Tanis in North Dakota, waar tsunami-puin aanspoelde in de onmiddellijke nasleep van de inslag. Ook gevonden: geschokte kwartskristallen die binnen enkele uren direct na de inslag op de locatie zouden zijn aangekomen. Boven al deze lagen van inslagpuin bevindt zich een iridiumrijke stoflaag die grotendeels bestaat uit silicaatmaterialen die uit de inslagplaats zijn geslingerd en zich in de daaropvolgende jaren geleidelijk hebben afgezet.

De onderzoekers scanden deze laag met behulp van een laserdiffractie-imager, waardoor ze de grootte konden schatten van de stofdeeltjes die deze afzettingen vormden. De gemiddelde deeltjesgrootte bleek veel kleiner te zijn dan wat de meeste onderzoeken aannamen als gevolg van de botsing. Dit kleinere formaat zal invloed hebben op hoe lang het stof in de atmosfeer blijft, en op de interactie met zonlicht.

Om te begrijpen hoe dit de gebeurtenissen na de Chicxulub-impact beïnvloedt, koppelden de onderzoekers dit aan een mondiaal klimaatmodel.

De grootste vreugde

De onderzoekers lieten het model een stabiele toestand bereiken voor continentale vorming en atmosferische samenstelling aan het einde van het Krijt. Afhankelijk van het seizoen heeft dit geleid tot temperaturen op aarde tussen de 15° en 19°C. Vervolgens injecteerden ze een heleboel spul in die atmosfeer, gebaseerd op schattingen die elders waren gegenereerd: 10¹⁸ gram silicaatstof, 10¹⁶ gram roet, en 10¹⁷ Gram zwaveldioxide. Ter vergelijking voerden ze ook simulaties uit van elk van de inslagpuin afzonderlijk.

De gevolgen waren dramatisch. In de meest extreme gevallen van het klimaatmodel daalde de temperatuur tot wel 25 graden Celsius. De omstandigheden bleven minstens vijf jaar ‘extreem’ en de temperaturen bleven ongeveer twintig jaar onder de omstandigheden van vóór de impact.

Elk type materiaal heeft een duidelijke halfwaardetijd in de atmosfeer en reageert op verschillende manieren op licht, zowel binnenkomend zonlicht als infraroodstraling die van de aarde naar de ruimte reist. Als gevolg hiervan is het effect van een mengsel ervan anders dan het effect van elk afzonderlijk type deeltje in de atmosfeer. De fijne stofdeeltjes die bij dit werk werden gebruikt, bleven ruim twee keer zo lang in de atmosfeer hangen als het grovere stof dat in eerdere modellen werd onderzocht.

Naast de dramatische klimaatverandering schatten onderzoekers dat het minder dan twee weken duurt nadat de impact van de fotosynthese wereldwijd tot stilstand is gekomen. Het blijft minstens 1,7 jaar weg van de wereld wanneer een gedeeltelijke terugkeer plaatsvindt tijdens de zomer op het zuidelijk halfrond. (Dit komt overeen met het feit dat de uitstervingen ernstiger zijn op het noordelijk halfrond.) De fotosynthese bleef tot vier jaar na de inslag onderdrukt.

De bevindingen helpen verklaren waarom wetenschappelijke misdaden zo moeilijk op te lossen zijn. Er was slechts een kleine verandering nodig in de grootte van de deeltjes die bij Chicxulub omhoog werden geblazen om de klimaatdynamiek in de daaropvolgende jaren dramatisch te veranderen. Hopelijk zullen gegevens van andere sites ons in de loop van de tijd helpen de complexe gebeurtenissen na de impact op te lossen.

Natuurlijke aardwetenschappen, 2023. DOI: 10.1038/s41561-023-01290-4 (Over digitale ID’s).