Forskare vid American Museum of Natural History och University of Chicago har förklarat hur en jordomkretsande rest bildades i efterdyningarna av asteroidpåverkan som utlöste dinosauriernas utrotning. Studien, som kommer att publiceras i aprilutgåvan av tidskriften Geology, drar den mest detaljerade bilden ännu av den komplicerade kemin i den eldkula som producerats i påverkan.
Återstoden består av sandstora droppar varm vätska som kondenseras från ångmolnet producerat av en påverkande asteroid för 65 miljoner år sedan. Forskare har föreslagit tre olika ursprung för dessa droppar, som forskare kallar "sfärer". Vissa forskare har teoretiserat att atmosfärisk friktion smälter dropparna från asteroiden när den närmade sig jordens yta. Ytterligare andra föreslog att dropparna stänkte från Chicxulub-slagkratern utanför Mexikos kust Yucatan-halvön efter asteroidens kollision med jorden.
Men analyser utförda av Denton Ebel, assistentkurator för meteoriter vid American Museum of Natural History, och Lawrence Grossman, professor i geofysiska vetenskaper vid University of Chicago, ger nya bevis för det tredje förslaget. Enligt deras forskning måste dropparna ha kondenserat från det kylande ångmolnet som gordlade jorden efter påverkan.
Ebel och Grossman baserar sina slutsatser på en studie av spinell, ett mineral som är rikt på magnesium, järn och nickel i dropparna.
? Deras papper är ett viktigt framsteg för att förstå hur dessa slagkulor bildas ,? sa Frank Kyte, adjungerad docent i geokemi vid University of California, Los Angeles. ? Det visar att spinellerna kan bildas inom slagflödet, vilket vissa forskare hävdade inte var möjligt.
När asteroiden slog till för cirka 65 miljoner år sedan släppte den snabbt en enorm mängd energi och skapade en eldkula som steg långt in i stratosfären. ? Denna jättepåverkan krossar inte bara berget och smälter berget, utan mycket av förångan förångas ,? Sa Grossman. ? Den ångan är väldigt varm och expanderar utåt från stötpunkten, kyler och expanderar när den går. När det kyler kondenseras ångan som små droppar och regnar ut över hela jorden.?
Detta regn av smälta droppar satte sig sedan ner till marken, där vatten och tid förändrade de glasartade sfärulerna i lerlagret som markerar gränsen mellan krita och tertiär (nu officiellt kallad Paleogene). Denna gräns markerar utrotningen av dinosaurierna och många andra arter.
Arbetet som ledde till Ebel och Grossmans geologidokument utlöstes av ett föredrag som sistnämnda deltog vid ett vetenskapligt möte för ungefär tio år sedan. Vid det här samtalet uppgav en forskare att spinlar från gränskiktet av krita-paleogen inte kunde ha kondenserat från slagångan på grund av deras högt oxiderade järninnehåll. ? Jag tyckte att det var ett konstigt argument ,? Sa Grossman. ? Ungefär hälften av atomerna i nästan vilken sten som helst kan du hitta syre ,? sa han och gav en väg för omfattande oxidation.
Grossmans laboratorium, där Ebel arbetade på den tiden, är specialiserat på att analysera meteoriter som har samlat mineraler kondenserade från gasmoln som bildade solen för 4,5 miljarder år sedan. Tillsammans bestämde de sig för att tillämpa sin erfarenhet av att utföra datorsimuleringar av kondensering av mineraler från gasmoln som bildade solsystemet till problemet med krattspalogenspinlar.
UCLA: s Kyte, som själv gynnade ett eldkulorssprung för spinellerna, har uppmätt den kemiska sammansättningen av hundratals spinellprover från hela världen.
Ebel och Grossman byggde vidare på Kytes arbete och på tidigare beräkningar gjorda av Jay Melosh vid University of Arizona och Elisabetta Pierazzo från Planetary Science Institute i Tucson, Ariz., Och visade hur asteroidens inverkningsvinkel skulle ha påverkat ämnens kemiska sammansättning. Vertikala påverkningar bidrar med mer av asteroiden och djupare bergarter till ångan, medan påverkan i lägre vinklar förångar grundare bergarter på slagplatsen.
Ebel och Grossman drog också åt arbetet från University of Chicagos Mark Ghiorso och University of Washingtons Richard Sack, som har utvecklat datorsimuleringar som beskriver hur mineraler förändras under höga temperaturer.
De resulterande datorsimuleringarna som utvecklats av Ebel och Grossman visar hur sten som förångas i stöten skulle kondensera när eldkullen kyldes från temperaturer som nådde tiotusentals grader. Simuleringarna målar en bild av globala himlar fyllda med ett bisarrt regn av en kalciumrika, silikatvätska, vilket återspeglar det kemiska innehållet i klipporna runt Chicxulub-slagkratern.
Deras beräkningar berättade för dem vad sammansättningen av spinlarna skulle vara, baserat på sammansättningen av både asteroiden och berggrunden på slagplatsen i Mexiko. Resultaten matchade nära sammansättningen av spineller som hittades vid gränsen till krita-paleogen runt om i världen som UCLA: s Kyte och hans medarbetare har uppmätt.
Forskare hade redan vetat att spinellerna som hittades vid gränsskiktet i Atlanten har skiljer sig tydligt i sammansättning från de som finns i Stilla havet. ? Spinlarna som finns vid gränsen till krita-paleogen i Atlanten bildade i ett varmare, tidigare skede än de i Stilla havet, som bildades i ett senare, kallare skede i detta stora moln av material som kretsade runt jorden ,? Sa Ebel.
Händelsen skulle ha dvärgat de enorma vulkanutbrotten i Krakatoa och St. St. Helens, sade Ebel. ? Den här typen av saker är bara väldigt svårt att föreställa sig ,? han sa.
Resultaten i detta dokument stärker kopplingen mellan den unika Chicxulub-effekten och den stratigrafiska gränsen som markerade massutrotningen för 65 miljoner år sedan som slutade dinosauriens ålder. Ämnet kommer att utforskas vidare i en ny banbrytande utställning, ”Dinosaurs: Ancient Fossils, New Discoveries ,? kommer att öppnas på American Museum of Natural History den 14 maj. Efter att den stängs i New York, kommer utställningen att resa till Houston Museum of Natural Science (3 mars-30 juli 2006); California Academy of Sciences, San Francisco (15 september 2006 - 4 februari 2007); Fältmuseet, Chicago (30 mars - 3 september 2007); och North Carolina State Museum of Natural Sciences, Raleigh (26 oktober 2007-juli 5, 2008).
Originalkälla: University of Chicago News Release
