Αρχή

Η Ημέρα της Κρίσης

Απεικόνιση πρόσκρουσης αστεροειδούς
Καλλιτεχνική απεικόνιση της πρόσκρουσης του Chicxulub, στην ρηχή θάλασσα του σημερινού Yucatan. Πηγή: NASA

Γνωρίζουμε ότι η τελευταία ημέρα του Μεσοζωικού ήταν άνοιξη στο βόρειο ημισφαίριο. Αυτό προέκυψε από τη οστεοϊστολογική και ισοτοπική ανάλυση απολιθωμένων ψαριών από την τοποθεσία Tanis της Βόρειας Dakota (During et al., 2022). Επίσης γνωρίζουμε ότι το ουράνιο σώμα που έφερε το τέλος της εποχής των δεινοσαύρων ήταν διαμέτρου περίπου 12 km (Whalen et al., 2020) και ότι ήταν ένας ανθρακούχος (carbonaceous-type) αστεροειδής, ο οποίος είχε σχηματιστεί πέρα από την τροχιά του Δία, δηλαδή στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα (Fischer-Gödde et al., 2024).

Η Γη του 66 Ma

paleomap
Παλαιοχάρτης που απεικονίζει την Γη όπως ήταν στο τέλος της Κρητιδικής περιόδου. Πηγή: Scotese (2014)

Έχω αναφερθεί στην παλαιογεωγραφία της Γης του 56 Ma, στο άρθρο για τον καύσωνα του PETM. Η Γη του 66 Ma, του τέλους της Κρητιδικής δεν διαφέρει παρά ελάχιστα. Η Ινδία είναι ακόμη ένα νησί, το οποίο κατευθύνεται προς την Ασία, με την οποία θα συγκρουστεί με αποτέλεσμα την έναρξη του σχηματισμού των Ιμαλαιων κάποια στιγμή στην αρχή του Ηώκαινου (Ding et al, 2016). Η Αυστραλία είναι πολύ κοντά στην Ανταρκτική, η οποία είναι αρκετά θερμότερη, καθώς το πέρασμα του Drake είναι ακόμη κλειστό και έτσι δεν είναι ακόμη θερμικά απομονωμένη από την υπόλοιπη ωκεάνια κυκλοφορία (thermohaline circulation). Δεν υπάρχει ακόμη το περιπολικό ρεύμα (ACC) που την κάνει μια παγωμένη ήπειρο (Barker & Thomas, 2004; Xu et al., 2020). Ο Ατλαντικός ωκεανός είναι πολύ μικρότερος, καθώς ο πυθμένας του διατείνεται (seafloor spreading) με ρυθμό μερικών εκατοστών τον χρόνο. Ο Παναμάς δεν έχει κλείσει επιτρέποντας την επικοινωνία μεταξύ Ειρηνικού και Ατλαντικού, με σημαντικές επιπτώσεις στην ωκεάνια κυκλοφορία, στην μεταφορά θερμότητας και θρεπτικών συστατικών (Haug & Tiedemann, 1998). Η Αλπική ορογένεση δεν έχει ακόμη εξελιχθεί και όλη η νοτιοανατολική Ευρώπη και η Μέση Ανατολή είναι μια ρηχή θάλασσα.

Το τέλος της Κρητιδικής ανήκει στους δεινοσαύρους, όπως και όλος ο Μεσοζωικός αιώνας. Οι δεινόσαυροι κυριαρχούν στην Γη για πάνω από 160 εκατομμύρια χρόνια (Chiarenza, 2024). Το κυριαρχούν δεν είναι ευφημισμός, ο Dr. Dane Hone έχει πει σε συνέντευξή του στον Lex Fridman πως "για 140 εκατομμύρια χρόνια, ότι έβλεπες στην Γη με μέγεθος μεγαλύτερο ενός ρακούν, πιθανότατα ήταν δεινόσαυρος". Τα πλάσματα αυτά είχαν καταλάβει όλο τον πλανήτη και η βιοποικιλότητά τους ήταν εκπληκτική (Chiarenza, 2024).

Είσοδος στην Ατμόσφαιρα

Για εβδομάδες πριν από την πρόσκρουση, ένα νέο αστέρι είχε κάνει την εμφάνισή του στον ουρανό. Στην αρχή ήταν απλώς μια υπερβολικά λαμπερή κουκκίδα που δεν ακολουθούσε τις γνώριμες πορείες των άλλων άστρων. Νύχτα με τη νύχτα όμως μεγάλωνε. Το φως του γινόταν πιο έντονο, σαν να πλησίαζε. Τα τελευταία 24ωρα θα φαινόταν και κατά την διάρκεια της ημέρας, σαν ένας δεύτερος, αρκετά μικρότερος ήλιος.

Ο αστεροειδής εισήλθε στην Γήινη ατμόσφαιρα με ταχύτητα αρκετές φορές αυτήν του ήχου (Collins et al., 2020). Κατά την επαφή του με τα ανώτερα στρώματα σχηματίστηκε μπροστά του ένα ισχυρό κρουστικό κύμα (bow shock wave). Ο αέρας που βρισκόταν στην πορεία του συμπιεζόταν βίαια, με αποτέλεσμα την απότομη αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας. Πίσω από το κρουστικό μέτωπο, οι θερμοκρασίες έφθαναν σε εξαιρετικά υψηλές τιμές, οδηγώντας σε ιονισμό των αερίων και σχηματισμό πλάσματος (Nemtchinov et al., 1994).

Ελάχιστες στιγμές πριν από την πρόσκρουση, το κρουστικό μέτωπο και η θερμική ακτινοβολία σάρωσαν την επιφάνεια, προκαλώντας ισοπέδωση και άμεση ανάφλεξη της βλάστησης σε μεγάλη ακτίνα. Ένα φαινόμενο που παρατηρήθηκε σε πολύ μικρότερη κλίμακα πριν από έναν περίπου αιώνα στην Σιβηρία, στην περιοχή της Tunguska, από την πτώση ενός σώματος διαμέτρου 60 m (Nemtchinov et al., 1994; Dyrud et al., 2008).

Η Πρόσκρουση

Ο αστεροειδής προσέκρουσε στην ρηχή θάλασσα του σημερινού Yucatan με υπερηχητική ταχύτητα δεκάδων Mach, με πιο πιθανή ταχύτητα αυτή των 20 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο (Collins et al., 2020). Η γωνία πρόσκρουσης ήταν πολύ μικρή, το σώμα χτύπησε την επιφάνεια με γωνία 45 - 60 μοίρες από το οριζόντιο επίπεδο, με κατεύθυνση από Β - ΒΑ προς Ν - ΝΔ (Collins et al., 2020; Whalen et al., 2020).

chicxulub crater
Πάνω αριστερά: χάρτης με τις βαρυτικές ανωμαλίες Bouguer στην περιοχή πρόσκρουσης. Οι μπλε περιοχές στον χάρτη Bouguer αντιστοιχούν σε αρνητικές βαρυτικές ανωμαλίες, δηλαδή σε ζώνες όπου η βαρύτητα είναι ελαφρώς μικρότερη λόγω παρουσίας λιγότερο πυκνών, θρυμματισμένων ή ιζηματογενών υλικών. Αντίθετα, οι κόκκινες περιοχές δείχνουν θετικές βαρυτικές ανωμαλίες, που συνδέονται με πυκνότερα και πιο συμπαγή πετρώματα στο υπέδαφος. Είναι εμφανές το οβάλ σχήμα του κρατήρα πρόσκρουσης. Με το μωβ άστρο επισημαίνεται η πόλη Merida και με την συνεχή άσπρη γραμμή η σημερινή ακτογραμμή του Yucatan. Κάτω αριστερά: το σεισμικό προφιλ του κρατήρα και η γεώτρηση M0077. Δεξιά: η στρωματογραφία της γεώτρησης M0077. Πηγή: Whalen et al. (2020)/ScienceDirect
Από την πρόσκρουση εξαχνώθηκαν στιγμιαία εκατοντάδες κυβικά χιλιόμετρα ανθρακικού ιζήματος (Pope et al., 1994). Το σώμα συνέχισε την πορεία του, διαλύοντας το γρανιτικό υπόστρωμα σε ακτίνα 100 km, στέλοντας υλικά στην ατμόσφαιρα, ενώ έφτασε να παραμορφώσει ακόμη και το moho (Mohorovicic discontinuity), την ασυνέχεια δηλαδή που χωρίζει τον γήινο φλοιό από τον ανώτερο μανδύα (Gulick et al., 2013). Η εργαστηριακή ανάλυση χαλαζία, που απαρτίζει αυτά τα γρανιτικά πετρώματα, έδειξε πως τους ασκήθηκε πίεση μεταξύ 16 και 18 GPa, δηλαδή 160000 εώς 180000 φορές την ατμοσφαιρική πίεση (Feignon et al., 2020).

Βιβλιογραφία

Barker, P. F., & Thomas, E. (2004). Origin, signature and palaeoclimatic influence of the Antarctic Circumpolar Current. Earth-Science Reviews, 66(1–2), 143–162. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2003.10.003

Chiarenza, A. A. (2024). The macroecology of Mesozoic dinosaurs. Biology Letters, 20(11), 20240392. https://doi.org/10.1098/rsbl.2024.0392

Collins, G. S., Patel, N., Davison, T. M., Rae, A. S. P., Morgan, J. V., & Gulick, S. P. S. (2020). A steeply-inclined trajectory for the Chicxulub impact. Nature Communications, 11, Article 1480. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15269-x

Ding, H., Zhang, Z., Dong, X., Tian, Z., Xiang, H., Mu, H., Gou, Z., Shui, X., Li, W., & Mao, L. (2016). Early Eocene (c. 50 Ma) collision of the Indian and Asian continents: Constraints from the North Himalayan metamorphic rocks, southeastern Tibet. Earth and Planetary Science Letters, 435, 64–73. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.12.006

During, M. A. D., Smit, J., Voeten, D. F. A. E., et al. (2022). The Mesozoic terminated in boreal spring. Nature, 603, 91–94. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04446-1

Dyrud, L., Wilson, D., Boerve, S., Trulsen, J., Pecseli, H., Close, S., Chen, C., & Lee, Y. (2008). Plasma and electromagnetic wave simulations of meteors. Advances in Space Research, 42(1), 136–142. https://doi.org/10.1016/j.asr.2007.03.048

Feignon, J.-G., Ferrière, L., Leroux, H., & Koeberl, C. (2020). Characterization of shocked quartz grains from Chicxulub peak ring granites and shock pressure estimates. Meteoritics & Planetary Science, 55(10), 2206–2223. https://doi.org/10.1111/maps.13570

Fischer-Gödde, M., et al. (2024). Ruthenium isotopes show the Chicxulub impactor was a carbonaceous-type asteroid. Science, 385(6709), 752–756. https://doi.org/10.1126/science.adk4868

Gulick, S. P. S., Christeson, G. L., Barton, P. J., Grieve, R. A. F., Morgan, J. V., & Urrutia-Fucugauchi, J. (2013). Geophysical characterization of the Chicxulub impact crater. Reviews of Geophysics, 51(1), 31–52. https://doi.org/10.1002/rog.20007

Haug, G. H., & Tiedemann, R. (1998). Effect of the formation of the Isthmus of Panama on Atlantic Ocean thermohaline circulation. Nature, 393, 673–676. https://doi.org/10.1038/31447

Nemtchinov, I. V., Popova, O. P., Shuvalov, V. V., & Svetsov, V. V. (1994). Radiation emitted during the flight of asteroids and comets through the atmosphere. Planetary and Space Science, 42(6), 491–506. https://doi.org/10.1016/0032-0633(94)90091-4

Poveda, A., & Cordero, G. (2008). Chicxulubites: A new class of meteorites? Geofísica Internacional, 47(3), 167–172. https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2008.47.3.77

Pope, K. O., Baines, K. H., Ocampo, A. C., & Ivanov, B. A. (1994). Impact winter and the Cretaceous/Tertiary extinctions: Results of a Chicxulub asteroid impact model. Earth and Planetary Science Letters, 128(3–4), 719–725. https://doi.org/10.1016/0012-821X(94)90128-7

Scotese, C. R. (2014). Atlas of Late Cretaceous paleogeographic maps, PALEOMAP Atlas for ArcGIS (Vol. 2): The Cretaceous, maps 16–22, Mollweide projection. PALEOMAP Project. https://doi.org/10.13140/2.1.4691.3284

Whalen, M. T., Gulick, S. P. S., Lowery, C. M., Bralower, T. J., Morgan, J. V., Grice, K., Schaefer, B., Smit, J., Ormö, J., Wittmann, A., Kring, D. A., Lyons, S., & Goderis, S. (2020). Winding down the Chicxulub impact: The transition between impact and normal marine sedimentation near ground zero. Marine Geology, 430, 106368. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2020.106368

Xu, X., Chassignet, E. P., Firing, Y. L., & Donohue, K. (2020). Antarctic Circumpolar Current transport through Drake Passage: What can we learn from comparing high-resolution model results to observations?. Journal of Geophysical Research: Oceans, 125, e2020JC016365. https://doi.org/10.1029/2020JC016365