恐龙灭绝的小行星以“最致命的”角度撞击地球

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伦敦帝国理工学院的新模拟显示,注定恐龙以“最致命的可能”角度撞击地球的小行星。

模拟表明,小行星以大约60度的角度撞击地球,从而最大程度地增加了进入高层大气的气候变化气体的排放量。

这种罢工可能释放出数十亿吨硫,从而阻挡了阳光并引发了核冬天,该冬天杀死了6600万年前的恐龙和地球上75%的生命。

这些新模型是结合3D数值撞击模拟和撞击地点的地球物理数据而得出的,是有史以来第一个完全3D模拟,可以重现整个事件-从最初的撞击到最终的陨石坑,现在被称为Chicxulub成立。

仿真是在科学技术设施委员会(STFC)DiRAC高性能计算设施上进行的。

帝国理工学院地球科学与工程系首席研究员加雷斯·柯林斯教授说:“对于恐龙来说,最糟糕的情况就是发生了这种情况。小行星的撞击释放出了令人难以置信的大量改变气候的气体进入大气,从而触发了导致恐龙灭绝的一系列事件,这可能是由于它以最致命的角度之一撞击而恶化的。

“我们的模拟提供了令人信服的证据,太平洋在线开户 表明该小行星以陡峭的角度撞击,可能比地平线高60度,并从东北方向接近其目标。我们知道,这是最致命的撞击致死情况,因为它把更多的危险碎片放到了高层大气中,并散布到了各处,这正是导致核冬天的原因。”

结果今天发表在《自然通讯》上

陨石坑的创造

在当今的墨西哥,Chicxulub火山口周围的地球上层含有大量的水,以及多孔的碳酸盐岩和蒸发岩。当这些岩石受热并受到撞击干扰时,它们会分解,将大量的二氧化碳,硫磺和水蒸气散发到大气中。

硫会迅速形成气溶胶,这将特别有害,因为它们会阻挡阳光,阻止植物中的光合作用并迅速冷却气候。这最终导致了大规模灭绝事件,该事件导致地球上75%的生命丧生。

帝国理工学院,弗莱堡大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员团队使用地球物理数据检查了陨石坑的形状和地下结构,并将其纳入有助于诊断撞击角度和方向的模拟中。他们的分析还受益于最近钻入200公里宽的陨石坑的结果,该陨石坑带来了岩石,其中包含撞击产生的极端力的证据。

峰值性能

诊断撞击角度和方向的关键在于火山口中心,山峰环中心(由火山口边缘内部严重裂隙的岩石组成的山环)与密集隆起的地幔岩石中心之间的关系,位于火山口下方约30公里处。

在Chicxulub,这些中心沿西南-东北方向排列,火山口中心位于峰环中心和地幔隆升中心之间。团队以60度角进行的3D Chicxulub陨石坑模拟几乎完全再现了这些观察结果。

这些模拟以前所未有的细节重建了陨石坑的形成,并为我们提供了有关地球上最大陨石坑如何形成的更多线索。以前对Chicxulub撞击的完整3D模拟仅涵盖了撞击的早期阶段,包括在地壳中产生一个深碗形孔(称为瞬时陨石坑)以及将岩石,水和沉积物排入大气。

这些模拟是首次在火山口形成的中间点之外继续进行,并重现了火山口形成的最后阶段,在该阶段中,瞬变火山口坍塌而形成了最终结构。这使研究人员可以对3D Chicxulub陨石坑模拟与地球物理数据揭示的陨石坑的当前结构进行首次比较。

弗莱堡大学的合著者Auriol Rae博士说:“尽管被埋在将近一公里的沉积岩下,但值得注意的是,地球物理数据揭示了火山口的结构如此之多-足以描述撞击的方向和角度。”

研究人员说,尽管这项研究为我们提供了有关恐龙灭绝影响的重要见解,但它也有助于我们了解其他行星上的大型陨石坑是如何形成的。

帝国大学地球科学与工程学系的合著者Thomas Davison博士说:“像Chicxulub之类的大陨石坑是在几分钟内形成的,并且与陨石坑下面的岩石发生了惊人的反弹。我们的发现可能有助于增进我们的理解。反弹如何用于诊断撞击小行星的细节。”

这项工作得到了国际海洋发现计划(IODP),国际大陆科学钻探计划(ICDP),(STFC)DiRAC高性能计算设施和自然环境研究委员会的支持。