Hegyeket mozdított el a kréta végi Armageddon

2016.11.19. 22:33

Hegy méretű kőzettömböket mozdított el becsapódásakor az az aszteroida, amely 65,5 millió évvel ezelőtt a dinoszauruszok kihalását okozta. 

Igazi Armageddon a kréta időszak végén

Néhány perc alatt hatalmas kőzettömegek több mint 30 kilométert tettek meg – közölte a Science című szaklapban az a nemzetközi kutatócsoport, amely a Mexikói-öbölnél lévő Chicxulub-kráternél végzett fúrások eredményét mutatta be. A 10-15 kilométeresre becsült aszteroida a mexikói Yucatán-félszigeten, a kréta időszak (145 millió évvel ezelőttől 65,5 millió évvel ezelőttig) legvégén, az úgynevezett maastrichti korban történt becsapódásával olyan eseménysorozatot indított el, amely az akkor élő állat- és növényvilág több mint 70 százalékának kihalásához vezetett. 

A kréta időszak legvégén, nagyjából 65,5 millió éve becsapódott 10-15 kilométer átmérőjű aszteroida ökológiai kataklizmát okozott a földön és a tengerekbenForrás: Origo

A kétszáz kilométer átmérőjű Chicxulub-krátert többnyire geofizikai módszerekkel vizsgálták, 

mivel a szerkezet nagy része több száz méterrel a Mexikói-öböl tengeri üledéke alatt található. 

Hatalmas gránittömegek nyomódtak a mélybe, majd szöktek a felszínre 

A tizenkét ország 31 kutatójából álló nemzetközi kutatócsoport több mint 830 méter mélyen végzett magfúrásokat áprilisban és májusban, hogy 11 ezer mintát vegyenek a Chicxulub-kráterből. Ezek egy részét a Bécsi Természettudományi Múzeumban és a Bécsi Egyetemen elemezték. 

A becsapódás nyomán visszazuhanó kőtörmelék kiterjedt tüzeket okozottForrás: Origo

A kutatásban részt vevő Christian Köberl, a Bécsi Természettudományi Múzeum igazgatója szerint a fúrások „kimondottan sikeresek” voltak. A fúrás helyszínének körültekintő megválasztásával sikerült olyan kőzetekből mintát venni, 

amelyek normális esetben csaknem elérhetetlen mélységben vannak. 

„A vizsgálatok révén első alkalommal szerezhetünk információkat egy ilyen óriási becsapódási kráter kialakulásánál zajló dinamikus folyamatokról” – mondta Christian Köberl. 

A Chicxulub becsapódási kráter rekonstrukciójaForrás: Origo

A Chicxulub ugyanis a Földön az egyetlen ismert kráter, amelynek érintetlenül maradt az úgynevezett csúcsgyűrűje. 

Ez utóbbi egy meredek hegykúpból álló különleges képződmény a kráter középpontjában. 

Az első vizsgálatok során a mintákat geofizikai adatokkal és számítógépes modellekkel kombináltan elemezték, így világítottak rá, hogyan alakulhatott ki a Chicxulub-kráter középpontjában lévő 80 méteres csúcsgyűrű. 

A K-T esemény során haltak ki a dinoszauruszokForrás: Origo

A modellek szerint a meteorit olyan erővel csapódott a Földnek, hogy 10 kilométeres mélységben lévő hatalmas gránittömegeket nyomott még mélyebbre, majd emelt ismét a felszínre. Ezután a kőzetek a becsapódás középpontjának irányába mozdultak el, végül a felszínre nyomultak, ahol csúcsgyűrűvé formálódtak. 

Porózussá lett kemény kőzetek

A kőzettömbök alig néhány perc alatt összesen harminc kilométernyi távolságot tettek meg” 

– mondta el Ludovic Ferrière, a Bécsi Természettudományi Múzeum meteoritkutatója. A becsapódás során felszabaduló energia hatására ráadásul a gránit különös, a tudósok számára váratlan formát öltött. 

A geológus szerint „úgy néz ki, mint a gránit, de a kőzet különösen zúzott, ezáltal porózusabb, és sokkal kevésbé tömör”. Míg a gránit sűrűsége általában 2,7 gramm köbcentiméterenként, addig a kráterből vett mintákban lévő gránité csak 2,2–2,4 gramm per köbcentiméter. 

A becsapódás nyomán az atmoszférába került hatalmas mennyiségű por és aeroszol miatt akadozott a fotoszintézis, és több helyen összeomlott a táplálékláncForrás: Origo

Ezek az eredmények a földi élet keletkezéséről is információt adhatnak. A Föld ugyanis korai időszakában erős meteoritbombázásnak volt kitéve. Ha eközben hasonló tulajdonságokkal rendelkező kőzetek keletkeztek, akkor a porózus kövek, amelyeket átjárt a Föld belsejében felmelegedett és tápanyagokban gazdag víz, megfelelő életteret biztosíthattak az első organizmusoknak.

Titokzatos határréteg Olaszországban

A világhírű Nobel-díjas fizikus, Louis W. Alvarez fia, a geológusként dolgozó Walter Alvarez furcsa terepi felfedezése nyomán „evezett át” a földtörténet egyik legnagyobb és leghíresebb kihalása, az úgynevezett K-T esemény kutatásának vizeire. Walter Alvarez 1980-ban az olaszországi Gubbio városka határában fekvő kréta és paleocén határrétegeket vizsgálta kollégáival.

Walter Alvarez geológus (a képen jobb oldalon) édesapjával, a Nobel-díjas Louis W. Alvarezzel, az úgynevezett K-T határréteg előtt, amely a 65,5 millió éve történ aszteroidabecsapódáskor keletkezettForrás: Wikimedia Commons

Az ifjabb Alvarez felfigyelt arra, hogy a kréta és a paleocén határréteg közé egy vékony, sötétszürke agyagos csík ékelődik. Eleinte nem tulajdonított különösebb jelentőséget a felfedezésnek, ám precíz kutatóként mintát vett a határrétegből, és laboratóriumi elemzésre elküldte apjának.

Louis W. AlvarezForrás: Wikimedia Commons

Az igazi meglepetés a laboratóriumi analízis után érte a kutatókat; kiderült ugyanis, hogy 

a vékony rétegben rendkívül nagy koncentrációban található az irídium, 

egy olyan elem, ami természetes körülmények között nagyon ritka a földkéregben, nem úgy, mint a vasmeteoritok anyagában.

Aszteroidabecsapódást vélelmezett a Nobel-díjas fizikus

Louis Alvarez már az első analízis után azt feltételezte, hogy a Gubbio környékén feltárt vékony réteg egy, a kréta és a paleocén határán történ aszteroidabecsapódás nyomait őrzi. Walter Alvarez K-T határrétegről megjelent publikációja után a geológusok a világ számos pontján megvizsgálták azokat a rétegsorokat, ahol a kréta és a paleocén rétegek üledékhézag (tehát megszakítás) nélkül telepedtek egymásra. 

Brutális energiák szabadultak fel, amikor a K-T aszteroida a mai Mexikói-öböl térségében becsapódottForrás: James Thew

Mindenütt sikerült kimutatni a határréteget, és az Alvarezék által felfedezett jelentős irídiumanomáliát is, 

ez pedig már egyértelmű bizonyíték volt arra, hogy a kréta legvégén egy extraterrisztikus, Földön kívüli eredetű, ám globális kihatású esemény történt. 

Az irídiumdúsulás mellett a K-T (kréta-tercier) határrétegből sokkolt kvarckristályokat és mikrotektiteket, azaz megolvadt, majd ismét megszilárdult kőzetcseppeket is sikerült kimutatni.

A kréta végi tengerek abszolút csúcsragadozója, a Mosasaurus más tengeri hüllőkkel és állatcsoportokkal együtt tűnt el mindörökre a K-T becsapódási esemény nyománForrás: Wikimedia Commons

Ezek mind a 65 millió éve történt aszteroidabecsapódás tényét erősítő újabb bizonyítékok voltak. A K-T határvonal kora ugyanis pontosan egybeesik a dinoszauruszok, a kréta végi tengeri hüllők és néhány további olyan alsóbbrendű állatcsoport, mint például a fejlábú ammoniteszek, a belemniteszek, valamint a zátonyépítő hippuritesz kagylók hirtelen kihalásával.

Na de hol van a kráter?

Az Alvarez-féle aszteroidabecsapódási elméletet ellenzők egyik legfőbb ellenérve az volt, hogy sehol sincs nyoma a kráternek. Mivel az 1980-as években még nem lehetett tudni, hogy az elmélet szerinti aszteroida szárazföldi térszínt vagy óceáni medencét ért-e, az is kérdéses volt, hogy egyáltalán fennmaradhattak-e a nyomai. Végül Alvarezéket a K-T becsapódás kérdését kutató amerikai geológus, Glen Penfield vezette nyomra. 

Százmillió hirosimai atombomba energiájával egyenértékű pusztító energia szabadult fel az aszteroida ütközése nyománForrás: Wikimedia Commons

Penfield a Mexikói Állami Olajvállalat irattárában bukkant rá azokra az 1950-es évek elejéről származó feljegyzésekre, mérési jegyzőkönyvekre és fúrási mintákra, amelyeket a vállalat geológusai a Yucatán-félsziget térségében folytatott olajkutatási munkálatok során készítettek. 

A Yucatán-félsziget mellett felfedezett gravitációs anomália geofizikai feltérképezése nyomán kirajzolódott a hatalmas kráter struktúrájaForrás: United States Geological Survey

A mérések egy igen kiterjedt gravitációs anomáliát mutattak ki a területen, 

ami alapján próbafúrásokat végeztek. Mivel a mért anomália ellenére sem találtak olajat, a kutatást abbahagyták. Penfield ezen a nyomon indult el. A geofizikai mérések a sekély tengeraljzaton Chicxulub városka közelében egy óriási, 180–200 kilométer átmérőjű kráter maradványait tárták fel. A fúrásmintákból sikerült a korát is meghatározni, a K-T határrétegekkel azonosan 65 millió év adódott. 

A tengeraljzat alatti rétegekben rejtőző Chicxulub-kráter 3D-térképeForrás: United States Geological Survey

A kráter pontos geofizikai feltérképezését nemcsak a sekélytengeri környezet, hanem az a szerencsés körülmény is elősegítette, hogy a Mexikói-öböl térsége nem túl sokat változott az elmúlt 60 millió év alatt. 

Apokaliptikus halál zúdult alá az égből

A kráter méretéből és formájából Alvarez kinematikai modellezéssel kiszámította, hogy a becsapódó égitest 11–14 kilométer átmérőjű lehetett, lapos, nagyjából 20-25 fokos szögben délnyugati irányból, és mintegy 21 km/sec sebességgel érkezett a Mexikói-öböl fölé. 

Az ütközés nyomán felszabaduló energia 100 millió hirosimai atombombáéval lehetett egyenértékű. 

Az égitest becsapódása egy 7-8000 méter magas, instabil, kifelé dőlő krátersáncot hozott létre. 

Forrás: Ancient Earth

A tengeri térszínt érő ütközés nyomán hatalmas, 

1000 méter magas hullámfal száguldott a szárazföld felé, 

az északon az öblöt határoló amerikai kontinensre több száz kilométer mélyen benyomult, és mindent elpusztított, ami az útjába került. Az ütközéstől hatalmas mennyiségű törmelék lövődött ki, ami gyújtóbombaként záporzott vissza a felszínre, kiterjedt tűzviharokat okozva. A kilökődött anyag visszatérése rövid, néhány órás infravörös sugárzást okozott, tömegével pusztítva az élőlényeket. 

A földtörténeti középkor, a mezozoikum egyik legfontosabb tengeri állatcsoportját alkotó külsővázas lábasfejűek, az ammoniteszek ugyancsak a K-T esemény nyomán vesztek ki a világóceánbólForrás: Wikimedia Commons

Mivel a K-T aszteroida sekély, karbonátos tengeraljzatba ütközött, 

a poranyag mellett irdatlan mennyiségű kénsav, szén-dioxid és aeroszol került az atmoszférába. 

A becsapódási porfelhő hónapokig akadályozta a napsugárzást, becslések szerint 20%-kal kevesebb napfény érte el a földfelszínt. A lecsökkent fénymennyiség miatt akadozott a növényi fotoszintézis, és a fosszilis bizonyítékok alapján a fotoszintetizáló növényi planktonok pusztulása miatt rövid időre összeomlott a tengeri tápláléklánc is. 

KAPCSOLÓDÓ CIKK