Геофизики удвоили «серный выхлоп» погубившего динозавров астероида
Геофизики из Великобритании и США с помощью компьютерного моделирования уточнили уровень выбросов в атмосферу газов в результате возможного падения на Землю астероида 66 миллионов лет назад. Оказалось, что астероид мог привести к образованию более 400 гигатонн углекислого газа и более 300 гигатонн серосодержащих аэрозолей. Полученная оценка среднего уровня серосодержащих выбросов примерно в два раза превышает предыдущие оценки, что указывает на возможное значительное снижение температуры на планете. Результаты исследования опубликованы в Geophysical Research Letters.
Мел-палеогеновое вымирание, которое произошло 66 миллионов лет назад и привело к исчезновению динозавров, является одним из пяти крупнейших вымираний за всю историю жизни на Земле. По основной гипотезе, причиной произошедшего считается падение астероида диаметром около 10 километров в районе современного полуострова Юкатан. Это привело к выбросу в атмосферу большого количества сажи, пыли, углекислого газа и серосодержащих соединений, что стало причиной резкого похолодания и сильного падения уровня освещенности. Недавнее исследование показало, что выброс в атмосферу огромного количества сажи даже могло погрузить Землю в «ночь», которая продлилась 1,5 года.
В новой работе группа ученых из США и Великобритании на основании последних уточнений об угле падения астероида на Землю, смоделировала это столкновение и оценила количество газов, которые образовались из осадочных горных пород и были выброшены в атмосферу. В своем моделировании геофизики изучили, как меняется концентрация и скорость газов в зависимости от угла падения астероида, толщины и пористости осадочных пород, глубины водоема в области падения и давления, которое создается при ударе.
Для того, чтобы оказать заметное влияние на планетарный климат, выбросы должны были подняться на высоту не менее 25 километров, то есть их начальная скорость должна была составлять не меньше, чем километр в секунду. Геофизики оценили, какое количество серы и углекислого газа будет выбрасываться с нужной скоростью и подниматься на нужную высоту при столкновении с различными типами поверхностей.
Оказалось, что к максимальному выбросу газов в атмосферу приводит падение астероида на поверхность Земли под углом от 30 до 60 градусов. Согласно последним исследованиям, диаметр астероида составлял около 10 километров, его скорость в момент падения была равна примерно 18 километрам в секунду, а угол падения составил как раз около 60 градусов.
Результаты моделирования показали, что при таком угле падения астероида на высоте 25 километров в зависимости от свойств горной породы, на которую упал астероид, должно было оказаться примерно от 200 до 450 гигатонн серы и от 250 до 600 гигатонн углекислого газа. При этом количество газа от столкновения с непористой горной породой больше, чем для пористой, а при падении астероида в воду под таким же углом количество выброшенных в атмосферу газов снижается примерно на 20-30 процентов.
По данным более ранних исследований, количество выброшенных серосодержащих соединений в результате падения астероида оценивалось в 100 гигатонн, что примерно в три раза меньше новых данных. В то же время, количество выброшенного углекислого газа раньше явно переоценивалось. Стоит отметить, что в своей работе геофизики моделировали только количество образовавшихся газов и не оценивали возможное охлаждение и снижение освещенности на планете в результате столкновения. Однако все предыдущие исследования показывают, что даже меньшего уровня серы в атмосфере хватило бы для запуска процесса массового вымирания на Земле.
Обычно источником большого количества серы в атмосфере являются извержения вулканов. Так, извержение Йеллоустонского вулкана 639 тысяч лет назад в результате выброса в атмосферу большого количества пепла и серы спровоцировало два периода резкого похолодания. С другой стороны, выброс серы во время извержения вулкана в Антарктиде 17 тысяч лет назад из-за истощения озонового слоя, наоборот, привело к некоторому повышению температуры.
Александр Дубов
В предыдущий раз он извергался в 1984 году
На острове Гавайи после почти 40-летнего молчания начал извергаться самый крупный из действующих вулканов Земли ― Мауна-Лоа. Первые фонтаны лавы были выброшены внутри кальдеры на вершине 27 ноября в 23:30 по местному времени. Затем, как сообщает Гавайская вулканическая обсерватория, центр извержения переместился в трещинную зону на северо-восточном склоне вулкана. Вулканические Гавайские острова, протянувшиеся цепочкой в направлении северо-запад ― юго-восток в северной части Тихого океана, создает интенсивный внутриплитный магматизм в области горячей точки, над которой движется Тихоокеанская плита. Смещаясь вместе с плитой на северо-запад, острова-вулканы «съезжают» со стационарной горячей точки, прекращают свой рост и постепенно разрушаются. Их остатки тянутся в виде подводного хребта до края Алеутского желоба. Сейчас над областью активного магматизма находится юго-восточная часть острова Гавайи ― самого молодого в составе архипелага ― и участок океанского дна рядом с ним. Здесь растет подводный вулкан Камаэхуаканалоа (до 2021 года назывался Лоихи), а на юго-востоке острова расположены чрезвычайно активный Килауэа и крупнейший действующий вулкан на Земле ― Мауна-Лоа. Этот гигант представляет собой характерную для Гавайских островов щитовую вулканическую постройку пологого профиля с максимальной крутизной 12 градусов, сформированную базальтовыми лавами малой вязкости. Надводная часть Мауна-Лоа занимает 5100 квадратных километров, то есть около половины острова Гавайи, и поднимается на 4169 метров над уровнем океана, а вместе с подводной частью его высота превышает девять километров. Возраст вулкана, по оценкам ученых, составляет от 0,6 до 1 миллиона лет, и за это время он наработал около 75 тысяч кубических километров твердых продуктов. Вершину лавового щита Мауна-Лоа венчает кальдера обрушения под названием Мокуавеовео размером 6,2 × 2,5 километра и глубиной до 180 метров. От нее в северо-восточном и юго-западном направлениях спускаются системы трещин, через которые нередко изливалась лава. Последнее извержение Мауна-Лоа произошло в 1984 году. Оно продолжалось три недели и протекало по типичному для этого вулкана сценарию: сначала фонтанирующая лава заполнила кальдеру, а затем активность сместилась на склон, в трещинную систему. За время извержения 1984 года объем выброшенного материала составил 0,22 кубических километра; лава покрыла площадь 48 квадратных километров. После этого Мауна-Лоа сравнительно долго оставался спокойным и лишь в 2002 году проявил первые признаки очередного пробуждения: вертикальные смещения поверхности и рост сейсмической активности. Эти явления повторялись несколько раз и усилились с конца сентября 2022 года. 27 ноября в 23:30 по гавайско-алеутскому стандартному времени (или 28 ноября в 12:30 по московскому) веб-камеры Гавайской вулканической обсерватории зафиксировали, как лава начала фонтанировать из трещин, раскрывшихся в Мокуавеовео, и растекаться по дну кальдеры. По шкале авиационных цветовых кодов извержению был присвоен красный (высший) уровень опасности. Риск для самолетов связан с попаданием в атмосферу нитевидных волокон вулканического стекла, образующихся при быстром застывании выброшенной фонтанами лавы (так называемых «волос Пеле»), а также с возможными пепло-газовыми выбросами. Эти выбросы могут выводить из строя реактивные двигатели авиалайнеров. Геостационарный спутник GOES-West Национального управления океанических и атмосферных исследований (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) запечатлел термальную аномалию и выброс диоксида серы из кальдеры Мокуавеовео. По сообщению Консультативного центра по вулканическому пеплу в Вашингтоне, высота эруптивного облака достигла 13,7 километра. Извержение развивалось в характерном для Мауна-Лоа режиме. В течение ночи лава продолжала заполнять кальдеру, а уже в 06:30 утра сотрудники обсерватории, совершавшие облет вулкана, установили, что центр извержения мигрировал с вершины в северо-восточную трещинную зону. Лавовые потоки потекли по склонам в ее верхней части, несколько выше места расположения погодной обсерватории (она находится на высоте 3397 метров, примерно в шести километрах от кальдеры). Первоначально активно извергали лаву три трещины, но уже по состоянию на 13:30 28 ноября (02:30 29 ноября по московскому времени) активной оставалась только одна из них, самая нижняя, на высоте около 3000 метров. Она выбрасывает лаву в среднем на высоту нескольких метров, но отдельные фонтаны достигают 60 метров. Лава течет в восточном направлении, а газовый шлейф дрейфует на северо-запад. В настоящее время ни один из населенных пунктов рядом с Мауна-Лоа не подвергается непосредственной опасности. Однако, по словам вулканологов, не исключена вероятность раскрытия новых трещин. и в этом случае лава может спуститься по северному склону и достичь автодороги, от которой сейчас ее отделяет около 18 километров. Ранее N + 1 сообщал о том, что геологи заподозрили канарский вулкан Кумбре-Вьеха в нетипичном поведении и обнаружили, что во время извержения 2021 года он извергал крайне текучую лаву. А еще ученые установили, что начальная высота цунами, вызванного взрывом вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в январе 2022 года, достигала 90 метров.