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恐龍滅絕的小行星以“最致命的”角度撞擊地球
2020-05-29 17:25上一篇:有力的證據(jù)表明中微子可以解釋宇宙的存在 |下一篇:穩(wěn)定人機(jī)界面
倫敦帝國理工學(xué)院的新模擬顯示,注定恐龍以“最致命的可能”角度撞擊地球的小行星。
模擬表明,小行星以大約60度的角度撞擊地球,從而最大程度地增加了進(jìn)入高層大氣的氣候變化氣體的排放量。
這種罷工可能釋放出數(shù)十億噸硫,從而阻擋了陽光并引發(fā)了核冬天,該冬天殺死了6600萬年前的恐龍和地球上75%的生命。
這些新模型是結(jié)合3D數(shù)值撞擊模擬和撞擊地點(diǎn)的地球物理數(shù)據(jù)而得出的,是有史以來第一個(gè)完全3D模擬,可以重現(xiàn)整個(gè)事件-從最初的撞擊到最終的隕石坑,現(xiàn)在被稱為Chicxulub成立。
仿真是在科學(xué)技術(shù)設(shè)施委員會(huì)(STFC)DiRAC高性能計(jì)算設(shè)施上進(jìn)行的。
帝國理工學(xué)院地球科學(xué)與工程系首席研究員加雷斯·柯林斯教授說:“對(duì)于恐龍來說,最糟糕的情況就是發(fā)生了這種情況。小行星的撞擊釋放出了令人難以置信的大量改變氣候的氣體進(jìn)入大氣,從而觸發(fā)了導(dǎo)致恐龍滅絕的一系列事件,這可能是由于它以最致命的角度之一撞擊而惡化的。
“我們的模擬提供了令人信服的證據(jù),太平洋在線開戶 表明該小行星以陡峭的角度撞擊,可能比地平線高60度,并從東北方向接近其目標(biāo)。我們知道,這是最致命的撞擊致死情況,因?yàn)樗迅嗟奈kU(xiǎn)碎片放到了高層大氣中,并散布到了各處,這正是導(dǎo)致核冬天的原因。”
結(jié)果今天發(fā)表在《自然通訊》上。
隕石坑的創(chuàng)造
在當(dāng)今的墨西哥,Chicxulub火山口周圍的地球上層含有大量的水,以及多孔的碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖。當(dāng)這些巖石受熱并受到撞擊干擾時(shí),它們會(huì)分解,將大量的二氧化碳,硫磺和水蒸氣散發(fā)到大氣中。
硫會(huì)迅速形成氣溶膠,這將特別有害,因?yàn)樗鼈儠?huì)阻擋陽光,阻止植物中的光合作用并迅速冷卻氣候。這最終導(dǎo)致了大規(guī)模滅絕事件,該事件導(dǎo)致地球上75%的生命喪生。
帝國理工學(xué)院,弗萊堡大學(xué)和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員團(tuán)隊(duì)使用地球物理數(shù)據(jù)檢查了隕石坑的形狀和地下結(jié)構(gòu),并將其納入有助于診斷撞擊角度和方向的模擬中。他們的分析還受益于最近鉆入200公里寬的隕石坑的結(jié)果,該隕石坑帶來了巖石,其中包含撞擊產(chǎn)生的極端力的證據(jù)。
峰值性能
診斷撞擊角度和方向的關(guān)鍵在于火山口中心,山峰環(huán)中心(由火山口邊緣內(nèi)部嚴(yán)重裂隙的巖石組成的山環(huán))與密集隆起的地幔巖石中心之間的關(guān)系,位于火山口下方約30公里處。
在Chicxulub,這些中心沿西南-東北方向排列,火山口中心位于峰環(huán)中心和地幔隆升中心之間。團(tuán)隊(duì)以60度角進(jìn)行的3D Chicxulub隕石坑模擬幾乎完全再現(xiàn)了這些觀察結(jié)果。
這些模擬以前所未有的細(xì)節(jié)重建了隕石坑的形成,并為我們提供了有關(guān)地球上最大隕石坑如何形成的更多線索。以前對(duì)Chicxulub撞擊的完整3D模擬僅涵蓋了撞擊的早期階段,包括在地殼中產(chǎn)生一個(gè)深碗形孔(稱為瞬時(shí)隕石坑)以及將巖石,水和沉積物排入大氣。
這些模擬是首次在火山口形成的中間點(diǎn)之外繼續(xù)進(jìn)行,并重現(xiàn)了火山口形成的最后階段,在該階段中,瞬變火山口坍塌而形成了最終結(jié)構(gòu)。這使研究人員可以對(duì)3D Chicxulub隕石坑模擬與地球物理數(shù)據(jù)揭示的隕石坑的當(dāng)前結(jié)構(gòu)進(jìn)行首次比較。
弗萊堡大學(xué)的合著者Auriol Rae博士說:“盡管被埋在將近一公里的沉積巖下,但值得注意的是,地球物理數(shù)據(jù)揭示了火山口的結(jié)構(gòu)如此之多-足以描述撞擊的方向和角度。”
研究人員說,盡管這項(xiàng)研究為我們提供了有關(guān)恐龍滅絕影響的重要見解,但它也有助于我們了解其他行星上的大型隕石坑是如何形成的。
帝國大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)系的合著者Thomas Davison博士說:“像Chicxulub之類的大隕石坑是在幾分鐘內(nèi)形成的,并且與隕石坑下面的巖石發(fā)生了驚人的反彈。我們的發(fā)現(xiàn)可能有助于增進(jìn)我們的理解。反彈如何用于診斷撞擊小行星的細(xì)節(jié)。”
這項(xiàng)工作得到了國際海洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃(IODP),國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃(ICDP),(STFC)DiRAC高性能計(jì)算設(shè)施和自然環(huán)境研究委員會(huì)的支持。