Kráter Chicxulub

Kráter Chicxulub
Ilustrační obrázek článku Kráter Chicxulub
Mapa gravitační anomálie kráteru Chicxulub; pobřeží Mexika je bílé.
Umístění
Kontaktní údaje 21 ° 20 ′ 00 ″ severní šířky, 89 ° 30 ′ 00 ″ západní délky
Země Mexiko
Stát Yucatán
Město Chicxulub Puerto
Geologie
Stáří 66,038 My
Typ kráteru Meteoritický
Impaktor
Průměr 11-81  km
Rychlost 20  km⋅s -1
Úhel 60 °
cílová
Příroda Sedimentární oceánské podlahy
Rozměry
Průměr 177  km
Objev
Objevitel G. Penfield (1978)
Geolokace na mapě: Yucatán
(Viz situace na mapě: Yucatán) Kráter Chicxulub
Geolokace na mapě: Mexiko
(Viz situace na mapě: Mexiko) Kráter Chicxulub

Chicxulub kráter ( API  : / tʃikʃulub /  ; Mayan  : / tʃ'ikʃuluɓ /) je kráter dopad nachází Chicxulub Puerto na poloostrově Yucatan v Mexiku . Bylo to způsobeno srážkou asteroidu o průměru 11-81  km, který přistál na Zemi před 66 038 000 lety ± 11 000 let podle vysoce přesných radiometrických analýz provedených v roce 2013, datu, který označuje konec křídy a druhohor . Jeho pád je považován za pravděpodobnou příčinu jednoho z masivních vyhynutí, která zasáhla Zemi, křídy-paleogenní krize . Průměr kráteru, přibližně 180 kilometrů, naznačuje explozi podobnou „několikamiliardkrát vyšší než u bomby v Hirošimě  “ . Povodí kráteru, pohřbené pod asi tisíc metry vápence, se rozprostírá napůl pod suchou zemí a napůl pod Mexickým zálivem. První průzkumné vrty (bez výzkumu ropy nebo plynu) byly zahájeny v roce 2016 v Mexickém zálivu.

Objev

Na úsvitu 80. let 20. století byla v určitých geologických vrstvách mezi křídovou a třetihorní vrstvou zaznamenána existence tenké vrstvy černé hlíny o tloušťce několika milimetrů  : mezní křída - třetihora (KT), dnes nazývaná mez křída - paleogen ( K-Pg). Tento geologický limit je viditelný v různých bodech světa, což znamená důležitý jev na planetární úrovni a představuje abnormální hladinu iridia . Přítomnost tohoto prvku je na Zemi extrémně vzácná, ale v některých meteoritech je hojnější. Pokud v suchozemských sedimentárních horninách najdeme malé množství iridia , je to hlavně kvůli jemnému dešti mikrometeoritů, které pravidelně přicházejí na naši planetu. Analýzy obsahu iridia v tenké vrstvě K / T však ukazují výsledky téměř stokrát vyšší; to bylo pak se domníval, pád velkého meteoritu během tohoto období.

Zároveň se studená válka výzva k zamyšlení nad představou o „  nukleární zimy  “: celosvětová zimní několikaletého způsobené explozí, ve velmi krátkém časovém období, tisíce jaderných zbraní . Projektování miliony tun prachu v atmosféře a jeho chlazení absorpcí a lomem slunečního záření . Rozšířením byla navržena hypotéza o „  nárazové zimě  “ s podobnými účinky způsobenými pádem meteoritu.

Kráter tohoto hypotetického meteoritu však zůstal neobjeven. V roce 1981 obdrželi dva vědci, zaměstnaní v mexické ropné společnosti Pemex , povolení od jejich vedení sdělit své výsledky na sympoziu o ropném výzkumu konaném v Los Angeles , přičemž neváhali naznačit, že přítomnost he Chicxulub astroblema (ropa známá) prospektoři) by mohlo být spojeno s velkým vyhynutím pozdní křídy.

Americký fyzik Luis Walter Alvarez , jeho syn geolog Walter Alvarez , jaderný chemik Frank Asaro a chemik a archeolog Helen Vaughn Michel předpokládali, že pád tohoto meteoritu na konci křídy , asi před 66 miliony let, byl hlavní příčinou klimatické otřesy, které vedly k vyhynutí dinosaurů a velkého počtu živočišných a rostlinných druhů , suchozemských i mořských. Nejlepší současné datování přináší pád tohoto meteoritu na přibližně 66 038 000 let.

Teoretické účinky meteoritu klesají

Odhadovalo se, že nárazové těleso Chicxulub má průměr 11–81  km a dodalo odhadovanou energii 1,3–58 × 10 24  J (1,3–58 yottajoulů), tedy 21–921 miliardkrát vyšší než bomba v Hirošimě. Pro srovnání to představuje až přibližně 100 milionůkrát energii uvolněnou carovou bombou, „bombou typu H“, která zůstává nejsilnější umělou výbušninou, jakou kdy odpálil, a která uvolnila 210 petajoulů (2,1 × 10 17  J , nebo 50 megaton TNT).

Když se asteroid rozpadl při nárazu na plošinu složenou ze sádry a vápence (náraz žulovým základem by neměl za následek odpařování toxických sloučenin), kousky zemské kůry , vodní páry , oxidu siřičitého a oxidu uhličitého a aerosol sulfát byly vrženy do atmosféry. Dopad vytvořil díru 100 kilometrů široký a 30 kilometrů hluboko, takže 21 th  století kráter pokryty především moře a 600 metrů sedimentu.

Tvoří obrovský oblak trosek, obrovský sloupec popela a křemenných krystalů , které byly před několika okamžiky deset kilometrů pod zemí, stoupá v atmosféře rychleji a rychleji. Při průchodu atmosférou rychlostí 7 000 až 40 000  km / h ( takto vytvořená rázová vlna by planetu obklíčila za několik hodin) osvětlují velké částice oblohu jako miliardy dolarů. Padající hvězdy a poté s energií padají které získali během svého vyhazování, rychle přivádějí velké plochy atmosféry na teploty stovek stupňů („pražicí efekt“ nebo „grilovací efekt“ spad. ejecta, které zapalují vegetaci na obrovském povrchu zeměkoule).

Tyto částice se poté postupně hromadily na zemi a vytvářely vrstvu popela, která je dnes vidět. Pokud jde o oblak vytvořený z jemnějších částic (skalní prach a saze spalování), neklesá, ale bobtná, dokud nedosáhne průměru 100 až 200  km , nedosáhne horních vrstev atmosféry, poté obklopí celou planetu a vyvolá takovou jadernou zimu (mrazivý efekt), který přispívá k ponoření celé planety do temnoty na několik let. Absence dostatečného slunečního světla odřízne fotosyntézu na souši i na moři.Rostliny velmi rychle uschly, těsně následované megafaunou býložravců, které vedou k úbytku téměř 50% masožravců (50% savců). drobní všežraví savci hlodavců).

Z dlouhodobého hlediska (doba odhadovaná na 10 000 let po pádu meteoritu) je Země vystavena významnému nárůstu teploty připisované skleníkovému efektu , který je způsoben hlavně přebytkem uhlíkových plynů, oxidů síry a vodní páry ze skály odpařování při nárazu. Tento skleníkový efekt zvyšuje průměrnou teplotu o 10  ° C , což podporuje transformaci prostředí mírného pásma na prostředí pouštní, což rovněž přispívá k vyhynutí druhů.

V roce 2017 Kalifornský technologický institut zveřejnil studii o změně klimatu způsobené rozptylem sazí v aerosolu , který byl výsledkem požáru, který dopadem zapálil generalizovaný suchozemský lesní porost. Tyto aerosoly blokovaly sluneční světlo před dopadem na zem na více než rok a narušily fotosyntézu na jeden až dva roky. Teplota rychle poklesla a na souši ztratila v průměru 28  ° C a na moři 11  ° C. Toto ochlazení mělo za následek negativní teploty ve středních zeměpisných šířkách po dobu tří až čtyř let. Zastaveno ve vysoké nadmořské výšce, sluneční záření zvýšilo teplotu horních vrstev atmosféry o několik stovek stupňů. Tato vysoká teplota vedla zejména k degradaci ozonové vrstvy . Vzhledem k tomu, že to již nechrání Zemi, planeta přijímala po několik let značné množství UV záření , přičemž rozptýlení aerosolů trvalo nejméně pět let. Tyto jevy měly ničivé účinky na potravní sítě a mohly způsobit vyhynutí druhů, které mohly přežít okamžité účinky dopadu.

Fakta

Existuje celá řada skutečností podporujících tuto teorii.

Hromadný zánik

Všechna království dohromady, šest až osm druhů z deseti zmizelo, včetně velkých sauriánů, jako jsou dinosauři , s výjimkou ptáků. Tyto hmyz mají však odolal lépe .

Téměř veškerý mořský plankton , klíčový článek mnoha potravinových řetězců pro zvířata, také zmizel .

Zdá se, že žádné zvíře vážící více než 20 nebo 25  kg , s výjimkou krokodýlů, nepřežilo .

Iridium

Meteorit odhalil svůj podpis neobvykle vysokou koncentrací iridia v geologických vrstvách, která se datuje od mezní křídy - paleogenu , což je také hranice mezi mezozoickými a kenozoickými epochami , které by právě byly příčinou. Tento kov platinové skupiny , vzácný na povrchu Země, kde je připisován mimozemské hmotě a sopkám, je hojnější v meteoritech, v roztoku v niklu a železu, které tvoří většinu meteorického železa . Iridium bylo zjištěno v neobvyklých množstvích na tuctu mořských a suchozemských lokalit od konce křídy, rozložených po celém povrchu zeměkoule, včetně Gubbio v Itálii , Stevns Klint v Dánsku , El Kef v Tunisku a dokonce i ve Woodside. v Marlborough , Nový Zéland .

Šokovaný křemen

Na hranici K-Pg jsou krystaly křemene „  šokovány  “ (tj. Byly vystaveny enormnímu tlaku po prudkém nárazu). Na rozdíl od iridia jsou přítomny hlavně v Severní Americe , kolem Mexického zálivu , což potvrzuje hypotézu šoku v Mexiku.

Diamanty a zirkon

Ve směsi s těmito křemeny jsme také objevili mikroskopické diamanty a krystaly zirkonu . Tyto minerály vyžadují silný tlak, aby se objevily, a proto jsou interpretovány jako stopa titanického šoku. Jsou to produkty samotného bodu nárazu.

Tektiti

Z pozměněných tektitů (sklovité silikátové taveniny produkované vysokou teplotou) se nacházejí v mořských sedimentech té doby, těsně pod křemenem „šokované“, jsou proto registrovány těsně předtím. Jejich poloha je vysvětlena nízkou rychlostí vyhození těchto materiálů, které pocházejí z oblastí poblíž bodu nárazu, ale ne bezprostředně pod nimi.

Magnetity nesoucí nikl

Další prvky, které tuto teorii podporují, jsou magnetity nesoucí nikl (minerály, jejichž vzhled může souviset s oxidací v atmosféře meteoritu bohatého na nikl).

Tsunami

Kolem Mexického zálivu , mezi vrstvou tektitu (první, která byla uložena) a vrstvou iridia (která byla uložena brzy poté), najdeme pískovcovou banku , známku obrovské přílivové vlny. - příliv produkovaný dopad.

V roce 2018 numerická simulace účinků dopadu Chicxulubu na světový oceán umožnila kvantifikovat výšku vlny: až 1 500  m v Mexickém zálivu, několik metrů v nejvzdálenějších sektorech. Rychlost vody na dně oceánu (více než 20  cm / s ) také musela mít za následek remobilizaci značné tloušťky sedimentu .

V dubnu 2019 studie zveřejněná v PNAS ukazuje, že o této vlně tsunami svědčí významná vrstva ložisek v Severní Dakotě , která obsahuje zejména velmi dobře zachované fosilie ryb a dinosaurů zabitých v té době, což umožňuje přesnou rekonstituci přesné okolnosti vyhynutí. V roce 2021 seismologická studie suterénu Louisiany odhalila přítomnost megaridů na úrovni ložisek limitu K-Pg připisovaných tsunami .

Kritika teorie dopadu meteoritu

Při vzniku tohoto impaktního kráteru panovala shoda ohledně pádu nebeského tělesa. Navrhovaný scénář nebo část dopadu křídově-terciární krize je však stále předmětem diskuse.

Souvislost mezi pádem meteoritu a masivním vyhynutím

Pád obřího meteoritu na konci křídy je nyní obecně přijímán. Na druhou stranu je více diskutována souvislost mezi tímto meteoritem a vyhynutím křídy-paleogenu ; skutečně existují další teorie o vyhynutí, kde meteorit nemusí nutně hrát výlučnou roli.

Toto masové vyhynutí není nejradikálnější, jaké Země v minulosti poznala . Existují další, kde ještě není možné zaznamenat shodu mezi obdobím masového vyhynutí a vytvořením impaktního kráteru . Například vyhynutí permu a triasu , nejdůležitější z fanerozoik , označující konec paleozoika před 251 miliony let, je spíše přičítáno sibiřským pastím . Byl objeven impaktní kráter s názvem Bedout o průměru 173  km , ale doposud neexistuje shoda.

Zpochybňování součinnosti dopadu / vyhynutí

Studie, prováděné primárně Gertou Kellerovou , se pokoušely zpochybnit odpovědnost za dopad Chicxulubu na vyhynutí křídy. Podle ní by pád chicxulubského asteroidu předcházel masovému vyhynutí křídy nejméně o 300 000 let. V roce 2009 vědci identifikovali 52 druhů přítomných v obou vrstvách sedimentů před a po dopadu Chicxulubu, což ukazuje, že pokles asteroidu nezpůsobil katastrofické snížení biodiverzity.

Nová studie, publikovaná dne 7. února 2013v časopise Science a spoléhání se na vysoce přesné radiometrické datovací techniky naznačuje, že meteorit havaroval na Zemi před 66 038 000 lety, maximálně 32 000 let před vyhynutím dinosaurů, což by argumentovalo ve prospěch příčinné souvislosti mezi těmito dvěma událostmi .

Život v kráteru po nárazu

Vrtání provedené v roce 2016 ukazuje, že trvalo jen několik let po dopadu asteroidu, aby se v kráteru znovu objevil život, a 30 000 let, než se tam rozvinul prosperující ekosystém, zatímco v některých bodech Mexického zálivu to trvalo 300 000 let, než ekosystém prokázal srovnatelný stupeň diverzifikace. Skalní jádro odhalila existenci microfossils řas a planktonu, jakož i existenci nor kopal krevet a mořských červů, které ukazují, že krátce po dopadu kráter byl opět obyvatelný, i když se asteroid způsobil masový zánik jinde . Studie naznačuje, že doba odolnosti prostředí není předvídatelná.

Poznámky a odkazy

  1. (en) HJ Durand-Manterola a G. Cordero-Tercero , „  Assessment of the energy, mass and size of the Chicxulub Impactor  “ , Astrophysics ,2014( číst online )
  2. (in) „  Vyhynutí dinosaurů: Vědci odhadují„ nejpřesnější “čas  “ , na BBC News
  3. (in) [1] , Science Magazine, 8. února 2013
  4. Vyhynutí dinosaurů: příčinou bude asteroid , Futura Sciences, 9. března 2010
  5. Charles Frankel 1999 , str.  112.
  6. Eric Hand (2016) Vědci se zařadili k vrtání do „nulové hodnoty“ dopadu, který zabil dinosaury , 3. března 2016, konzultováno 5. května
  7. Charles Frankel 1999 , str.  22.
  8. Charles Frankel 1999 , str.  29
  9. Charles Frankel 1999 , str.  30.
  10. Charles Frankel 1999 , str.  154-157.
  11. Charles Frankel 1999 , str.  106-110.
  12. Walter Alvarez 1998
  13. (en) LW Alvarez a kol. „ Mimozemská příčina vyhynutí křídy a terciérů. , Věda,1980, str.  1095-1108let. 208
  14. „  Pád meteoritu byl pro dinosaury skutečně fatální  “ , na lemonde.fr , 7. února 2013.
  15. "  ScienceShot: Big Smash Dead Dinos  " , na sciencemag.org ,7. února 2013(k dispozici na 1. st říjen 2017 ) .
  16. Dopad uvolnil během několika sekund tolik oxidu uhličitého jako lidský průmysl za {{| | 5000 | let}} při současných sazbách.
  17. Charles Frankel, Vyhynutí. Od dinosaura k člověku , Threshold,2016, str.  99.
  18. Charles Frankel, Vyhynutí. Od dinosaura k člověku , Threshold,2016, str.  107.
  19. (in) David a Cathy Shonting Ezrailson, Chicxulub. Dopad a tsunami , Springer,2016, str.  112.
  20. Charles G. Bardeena, Rolando R. Garciaa, Owen B. Toonb a Andrew J. Conleya, O přechodných změnách klimatu na hranici mezi křídou a paleogenem v důsledku vstřikování sazí do atmosféry , John H. Seinfeld, California Institute of Technology, Pasadena, CA ,2017( číst online ).
  21. Nedávný přehled viz Science z 5. března 2010: Dopad asteroidů na chicxulub a masové vymírání na hranici křídy-paleogenu , sv. 327. č. 5970, s.  1214 - 1218, DOI: 10.1126 / science.1177265
  22. http://iramis.cea.fr/ComScience/Phases/phases_11/p11article1.html
  23. Charles Frankel 1999 , str.  39-43.
  24. (in) K. Kornei, „  global tsunami Followed Huge dinosaur-killing asteroid impact  “ , Eos , sv.  99,20. prosince 2018( DOI  10.1029 / 2018EO112419 ).
  25. (in) Walter Alvarez, „  Seismicky vyvolaný nárůst na pevnině na hranici KPg, Severní Dakota  “ , Sborník Národní akademie věd ,1 st 04. 2019( číst online , konzultováno 4. dubna 2019 ).
  26. Auriane Guerithault, „  Vyhynutí dinosaurů: proč je objev fosilií ryb v Severní Dakotě významnou vědeckou událostí  “ , na francetvinfo.fr ,4. dubna 2019(zpřístupněno 4. dubna 2019 )
  27. (in) Gary L. Kinsland, Kaare Egedahl Martell Albert Strong a Robert Ivy, „  Chicxulub impact tsunami megaripples in the suburface of Louisiana: Imaged in petroleum industry seismic data  “ , Earth and Planetary Science Letters , sv.  570,15. září 2021Bod n O  117063 ( DOI  10,1016 / j.epsl.2021.117063 ).
  28. Martin Koppe, „  Byli dinosauři oběťmi kolosální smůly?“  » , Na http://www.maxisciences.com/ ,2014(zpřístupněno 30. července 2014 ) .
  29. Gerta Keller. Meteorit vyjel. Výzkum n o  379. 10/01/2004. celý text
  30. Dinosauři by nebyli zabiti pádem asteroidu. , techno-science.net, 30. dubna 2009.
  31. „  Kráter Chicxulub nemusí mít žádnou souvislost se zmizením dinosaurů,  “ na maxisciences.com , 30. dubna 2009.
  32. Rychlé znovuobjevení života v místě dopadu asteroidu, který údajně zakončil dinosaury, květen 2018

Bibliografie

Dodatky

Související články

externí odkazy