Mierząca wiele kilometrów asteroida, która uderzyła w Ziemię 66 milionów lat temu, zabiła prawie wszystkie dinozaury i około trzy czwarte gatunków roślin i zwierząt na naszej planecie. Nowe badania wskazują, że uderzenie wywołało również monstrualne tsunami z gigantycznymi falami, które zniszczyły dno oceanu tysiące kilometrów od miejsca upadku na meksykańskim półwyspie Jukatan.
Wyniki badań naukowców z Uniwersytetu w Michigan opublikowano w czasopiśmie „AGU Advances” (DOI: 10.1029/2021AV000627). Badacze przedstawiają w artykule pierwszą symulację tsunami po uderzeniu asteroidy w półwysep Jukatan. Ponadto przeanalizowali zapisy geologiczne w ponad 100 miejscach na całym świecie i znaleźli dowody, które wspierają przewidywania ich modeli dotyczące kierunku i mocy tsunami.
- Ta fala tsunami była wystarczająco silna, aby zakłócić i zniszczyć osady w basenach oceanicznych w połowie drogi dookoła globu, pozostawiając albo lukę w zapisie, albo zlepek starszych osadów - wyjaśnia główna autorka badań Molly Range, która pracowała pod kierunkiem oceanografa prof. Briana Arbica oraz paleoceanografa Teda Moore'a.
Przegląd zapisu geologicznego skupił się na osadach morskich zdeponowanych tuż przed lub tuż po uderzeniu asteroidy i następującym po nim masowym wymieraniu, które zamknęło okres kredy.
- Rozmieszczenie erozji, które zaobserwowaliśmy w osadach morskich z górnej kredy, jest zgodne z wynikami naszego modelu fali tsunami, co zwiększa jego wiarygodność - mówi Range.
Autorzy obliczyli, że energia początkowa tsunami po uderzeniu asteroidy była do 30 tys. razy większa niż energia tsunami po trzęsieniu ziemi na Oceanie Indyjskim w grudniu 2004 roku, które zabiło ponad 230 tys. osób.
Symulacje zespołu pokazują, że fala tsunami rozchodziła się głównie na wschód i północny-wschód do Północnego Oceanu Atlantyckiego, a także na południowy zachód przez Kanał Środkowoamerykański (który kiedyś oddzielał Amerykę Północną od Południowej) do Południowego Oceanu Spokojnego.
W tych basenach i w niektórych przyległych obszarach prędkość prądów podwodnych prawdopodobnie przekraczała 20 centymetrów na sekundę. To wystarczająco dużo, aby erodować drobnoziarniste osady na dnie morza.
Z kolei południowy Atlantyk, północny Pacyfik, Ocean Indyjski i region, który dziś jest Morzem Śródziemnym, były w dużej mierze osłonięte przed najsilniejszymi skutkami tsunami, jak wynika z symulacji zespołu. W tych miejscach modelowane prędkości prądu były prawdopodobnie mniejsze niż próg 20 cm/s.
Moore przeanalizował opublikowane zapisy ze 120 sekcji granicznych. Większość osadów pochodziła z rdzeni zebranych podczas naukowych projektów wierceń oceanicznych. - Znaleźliśmy potwierdzenie w zapisie geologicznym dla przewidywanych obszarów maksymalnego oddziaływania tsunami - powiedział prof. Arbic.
Okazało się, że osady powstałe w wyniku uderzenia tsunami znalezione zostały na wschodnich brzegach wysp Nowej Zelandii, które znajdują się ponad 12 tys. kilometrów od miejsca uderzenia na Jukatanie. Silnie zaburzone i niekompletne osady nowozelandzkie były początkowo uważane za wynik lokalnej aktywności tektonicznej. Jednak biorąc pod uwagę wiek osadów i ich położenie bezpośrednio na modelowanej ścieżce tsunami, zespół badawczy podejrzewa inne pochodzenie.
- Te osady to zapis skutków uderzenia tsunami i jest to być może najbardziej wymowne potwierdzenie globalnego znaczenia tego wydarzenia - mówi Range.
W części badań poświęconej modelowaniu przebiegu tsunami wykorzystano algorytm, który zasymulował chaotyczne pierwsze 10 minut zdarzenia, które obejmowało uderzenie, tworzenie się krateru i zainicjowanie tsunami. Praca ta została wykonana przez współautora Brandona Johnsona z Purdue University.
W oparciu o wyniki poprzednich badań, naukowcy założyli, że asteroida miała średnicę 14 kilometrów, poruszała się z prędkością 12 kilometrów na sekundę i uderzyła w granitową skorupę pokrytą grubymi osadami i płytkimi wodami oceanicznymi, tworząc krater o szerokości około 100 kilometrów i wyrzucając do atmosfery gęste chmury sadzy i pyłu.
Dwie i pół minuty po uderzeniu asteroidy, kurtyna wyrzuconego materiału i wody utworzyła na krótką chwilę 4,5-kilometrową ścianę, która ustąpiła, gdy wyrzucony materiał opadł z powrotem na Ziemię.
Dziesięć minut po uderzeniu asteroidy w Jukatan, 220 kilometrów od miejsca uderzenia, powstała 1,5-kilometrowa fala tsunami o kształcie pierścienia, która zaczęła płynąć przez ocean we wszystkich kierunkach.
Powyższe dane zostały wprowadzone do dwóch modeli rozprzestrzeniania się tsunami, MOM6 i MOST, aby śledzić gigantyczne fale na całym oceanie. Obie symulacje dały niemal identyczne wyniki.
Według symulacji zespołu:
Jednak ich modele wskazują, że wysokość fal na otwartym oceanie w Zatoce Meksykańskiej przekroczyłaby 100 metrów, a gdy tsunami zbliżało się do regionów przybrzeżnych północnego Atlantyku i części wybrzeża Ameryki Południowej na Pacyfiku, fale miały 10 metrów.
Planowane są kolejne badania, które mają na celu modelowanie zakresu zalania wybrzeży na całym świecie.
Źródło: University of Michigan
