اثر برخورد شهاب‌سنگ نابودکننده‌ی نسل دایناسورها بر سرد شدن آب‌ و‌ هوای زمین بیش از حد تصور است!

بر اساس یک پژوهش جدید،  شهاب‌سنگ چیکسولوب که منجر به محو شدن دایناسورها از روی کره‌ی زمین شد، مقادیر بیش از حد تصور گاز سولفور را وارد جو زمین کرده است.

یک بررسی جدید،  تخمین دقیقی از میزان ورودی سولفور و کربن دی‌اکسید به جو زمین بلافاصله پس از برخورد چیکسولوب ارائه می‌دهد. طبق تخمین پژوهشگرها میزان سولفوری که این سنگ‌ها وارد جو کرده‌اند در مقایسه با  مدل‌های قبلی سه برابر بیشتر بوده است و این یعنی دوره‌ی پسین آب‌‌وهوایی سرد و یخبندان بسیار سردتر از حد تصور بوده است.

یک بررسی جدید از این فرضیه پشتیبانی می‌کند که برخورد شهاب‌سنگ نقش قابل توجهی در انقراض گونه‌های کرتاسه – پالئوژن داشته است که  به گفته‌ی جوآنا مورگام، زمین‌شناس کالج سلطنتی لندن در بریتانیا و مؤلف بررسی جدید اسناد تحقیقاتی زمین‌شناسی،  این حادثه تقریبا سه چهارم گونه‌های حیوانی و گیاهی  را ریشه‌کن کرده است.

به گفته‌ی مورگان:

بسیاری از مدل‌های آب‌وهوایی کنونی به‌دلیل عدم قطعیت در مقدار گاز ورودی اولیه، قادر به استنتاج کل پیامد‌های حادثه‌ی چیکسولوب نیستند. هدف ما بازنگری این حادثه‌ی عظیم و تصحیح مدل برخورد و دستیابی به  آثار لحظه‌ای آن بر جو است. به گفته‌ی جور فولنر دانشمند آب و هوا در مؤسسه‌ی پوتسدام:

یافته‌های جدید به دانشمندان در  درک بهتر شرایط آب‌و‌هوایی زمین پس از برخورد شهاب‌سنگ کمک می‌کنند. تحقیقات می‌توانند به ارائه‌ی دیدگاه‌های جدید در تغییر اکوسیستم و جو زمین بر اثر این فجایع کمک کنند. یافته‌های کلیدی این مطالعه دستیابی به حجم بیشتر سولفور و حجم کمتر کربن‌دی اکسید استخراج‌شده در مقایسه با مطالعات دیگر است. این تخمین‌های بهبود یافته استنباط‌های بزرگی برای شرایط آب و هوایی یک فاجعه دارند که می‌تواند نسبت به مطالعات گذشته چشم‌گیرتر باشد.

یک برخورد تایتانی

برخورد چیکسولوب ۶۶ میلیون سال پیش رخ داد، زمانی که یک شهاب سنگ با قطر تقریبی ۱۲ کیلومتر (۷ مایل) با زمین برخورد کرد. این برخورد در نزدیکی شبه‌جزیره‌ی کنونی یوکاتان خلیج مکزیک رخ داد. این شهاب‌سنگ اغلب به عنوان یکی از دلایل بالقوه‌ی انقراض کرتاسه – پالئوژن به شمار می‌رود، انقراضی که منجر به از بین رفتن ۷۵ درصد از گونه‌های حیوانی و گیاهی از جمله دایناسورها شد.

برخورد این  شهاب‌سنگ، بر کل کره‌ی زمین تأثیر گذاشت و باعث ورود مقادیر زیادی گرد و غبار، سولفور و کربن‌دی اکسید به جو زمین شد. سولفور و گرد و غبار ابری را شکل دادند که مانع از عبور نور خورشید شده  و به شکل چشم‌گیری دمای زمین را کاهش داد. یک بررسی جدید بر اساس تخمین‌های قبلی، مقدار سولفور و کربن دی‌اکسید آزادشده بر اثر برخورد، که در اسناد  تحقیقاتی زمین‌شناسی منتشر شده است، نشان می‌دهد دمای میانگین هوای سطح زمین تا ۲۶ درجه‌ی سلسیوس (۴۷ درجه‌ی فارنهایت) پائین آمده و دماهای زیرانجماد به مدت سه سال پس از برخورد بدون تغییر باقی ماندند.

شبیه‌سازی گودال و پلام برخوررد، هشت ثانیه پس از برخورد چیکسولوب در زاویه‌ی ۴۵ درجه را نشان می‌دهد. نمودار A چگالی مواد مختلفی را نشان می‌دهد که در اثر برخورد به وجود آمده‌اند. رنگ‌ها نشان‌دهنده‌ی اتمسفر (آبی)، رسوب‌ها (زرد)، شهاب‌سنگ (خاکستری)، و زیرزمین (قرمز هستند، رنگ‌های تیره‌تر تراکم‌های بالاتر را نشان می‌دهند. SW موج ضربه‌ای است که بر اثر برخورد شکل گرفته است. نمودار B دما را بر اساس کلوین در مکان‌های مختلف برخورد نشان می‌دهد.

در یک پژوهش جدید، محققان از یک کد کامپیوتری استفاده کردند که به شبیه‌سازی فشار موج‌های ضربه‌ای برخورد  برای تخمین مقادیر منتشر‌شده‌ی گاز در سناریوهای مختلف برخورد می‌پردازد. آن‌ها متغیرهایی مثل زاویه‌ی برخورد و ترکیب سنگ‌های تبخیری را برای کاهش ابهام محاسبات خود تغییر دادند.

نتایج جدید نشان می‌دهند که برخورد، تقریبا ۳۲۵ گیگاتون سولفور و ۴۲۵ گیگاتن کربن دی‌اکسید وارد جو کرده است که بیش از ۱۰ برابر نشرهای انسانی کربن دی‌اکسید در سال ۲۰۱۴ است. در مقابل، بررسی گذشته‌ی اسناد تحقیقاتی زمین‌شناسی که به مدلسازی شرایط آب و هوایی زمین پس از برخورد پرداخته است، چنین فرض می‌کند ۱۰۰ گیگاتن سولفور و ۱۴۰۰ گیگاتن کربن‌دی اکسید بر اثر برخورد وارد جو شده‌اند.

بهبود مدل برخورد

علت دوام روش‌های تحقیقاتی جدید این بود که تضمین کردند گازهایی که با حداقل سرعت‌اولیه‌ی یک کیلومتر بر ثانیه وارد جو شده‌اند (۲۲۰۰ مایل بر ساعت)، در محاسبات درنظر گرفته شده‌اند. به گفته‌ی ناتالیا ارتمیویا، دانشمند ارشد مؤسسه‌ی علوم سیاره‌ای در توسکان آریزونا، گاز‌هایی که با سرعت کمتر استخراج شدند، نتواستند برای ماندن در جو به ارتفاع کافی برسند و بر جو تأثیر گذاشتند.

مؤلفان این بررسی مبنای مدل خود را بر تخمین‌های به‌روزرسانی‌شده از زاویه‌ی برخورد قرار دادند. یک بررسی قدیمی‌تر فرض می‌کند شهاب‌سنگ با زاویه‌ی ۹۰ درجه به سطح زمین برخورد کرده است؛ اما تحقیقات جدید‌تر نشان می‌دهند برخورد شهاب‌سنگ با زاویه‌ی تقریبی ۶۰ درجه بوده است. به گفته‌ی مورگان، استفاده از زاویه‌ی جدید برخورد منجر به ورود مقادیر بیشتر گاز سولفور به جو شده است.

مؤلفان این تحقیق به مدل‌سازی میزان خنک‌ شدن زمین بر اثر نشر گاز بیشتر و تخمین‌های جدید نپرداختند. بر اساس میزان سردشدن زمین در مطالعه‌ی قبلی، که فرض شد کمتر از میزان سولفور منتشر شده بوده است، انتشار گاز سولفور بیشتر نقشی کلیدی در انقراض داشته است. گاز سولفور مانع ورود نور خورشید شد و در نتیجه آب و هوای سرد و یخبندان را به دنبال داشت که میزان سرمای آن نسبت به مطالعات گذشته بیشتر است. بنا به مطالعات فولنر فقدان نور خورشید و تغییر در چرخه‌ی اقیانوس‌ها زندگی گیاهی کره‌ی زمین و بیوسفر دریایی را از بین برد. انتشار کربن دی‌اکسید منجر به گرمای طولانی‌مدتی شد اما اثر آن در مقایسه با اثر سرمایشی ابر سولفوری کمتر بود.

پژوهشگرها با رسیدن به درک بهتری از برخورد چیکسولوب، همچنین می‌توانند از روش‌های جدید بررسی برای تخمین میزان گاز منتشر‌شده در برخوردهای بزرگ دیگر تاریخچه‌ی زمین استفاده کنند. برای مثال، مؤلفان به محاسبه‌ی گودگان ریس در باواریای آلمان پرداختند که بر اثر برخورد شکل گرفته و ۱.۳ گیگاتن کربن دی‌اکسید وارد جو کرده است. این میزان گاز اثر کمی بر آب و هوای زمین داشته است اما از این ایده می‌توان برای کمک به درک بهتر اثرات آب و هوایی برخوردهای بزرگتر استفاده کرد.