Сажа в небе вызвала 18-месячную «ночь» и стала причиной вымирания динозавров

giphy.com
Ученые из
Национального Центра Атмосферных
Исследований в США смоделировали резкое
изменение климата на Земле на границе
мела и палеогена. Оказалось, что выброс
в атмосферу огромного количества сажи
привел к резкому похолоданию и практически
полной остановке фотосинтеза, в результате
чего вымерла значительная часть животных,
включая динозавров. Работа опубликована
в PNAS.
Около 66
миллионов лет назад на Земле произошло
массовое вымирание животных, известное
как мел-палеогеновое вымирание, в
результате которого Земля лишилась около трех
четвертей известных видов животных, в
том числе практически всех сухопутных динозавров. Основной версией произошедшего сейчас считается падение
10-километрового астероида на полуостров
Юкатан. Согласно существующей сейчас модели столкновения астероида с Землей, оно привело
к большому количеству землетрясений,
цунами и повышению вулканической
активности. Кроме того, нагретые за
время полета осколки астероида и
образовавшиеся в результате столкновения базальтовые ударные сферулы вызвали
глобальные пожары на значительной части
земной поверхности. В результате них образовалось огромное количество (около
15 мегатонн) сажи, мелкие частички которой
нагрелись и поднялись в верхние слои
тропосферы.
В своей работе исследователи предприняли попытку смоделировать процессы, происходившие в климате Земли сразу после выброса такого огромного количества сажи в атмосферу. Для этого они усовершенствовали наиболее мощную современную климатическую компьютерную модель Community Earth System Model, дополнив ее компонентом для описания взвесей. Основываясь на известных количественных оценках для массы выброшенной в атмосферу сажи и ее химического состава и учтя одновременное испарение водяного пара, ученые смогли подробно описать, что происходило с климатом в течение 15 лет после падения астероида.
Проведенные вычисления
показали, что выброс огромного количества
сажи привел к значительному нагреванию
верхних слоев тропосферы и резкому
охлаждению ее вблизи земной поверхности.
Падение температуры составило в среднем
11 градусов над океаном и 28 градусов над
сушей. Кроме того, был разрушен озоновый
слой, упал уровень осадков, и, главное,
почти перестал доходить до поверхности
Земли солнечный свет. Резкое падение
температуры и отсутствие условий для
фотосинтеза привело к тому, что мест, в
которых можно было переждать неблагоприятные
условия, практически не осталось, что,
вероятно, и привело к массовому вымиранию животных.
Ученым удалось показать, что к
катастрофическим последствиям привел
бы даже выброс сажи, в 20 раз меньше
предполагаемого.
Моделирование показало, что 18 месяцев спустя «ночь» стала постепенно заканчиваться, а приблизительно через 7 лет после предполагаемого падения астероида верхние слои тропосферы полностью остыли, и водяной пар в них пересытился, что сразу привело к резкому увеличению количества осадков. В результате почти всю взвешенную в тропосфере сажу очень быстро прибило обратно к земле, и климат полностью нормализовался.
Авторы отмечают, что у использованной компьютерной модели есть ряд недостатков, например, она предполагает современное расположение континентов, кроме того, состав атмосферы (особенно содержание в ней углекислого газа) в конце мелового периода довольно сильно отличался от современного. Но несмотря на то, что учет этих эффектов может слабо повлиять на количественные оценки, качественного отличия в полученных данных он не даст.
Раньше мы
писали о том, что падение астероида
привело лишь к окончательному исчезновению
динозавров, а постепенно вымирать они,
скорее всего, начали еще за 40 миллиионов
лет до этого.
Александр Дубов