Используя «палетермометр», исследователи определили температуру кратера Чиксулуб сразу после того, как астероид, убивший динозавров, создал его 66 миллионов лет назад. Согласно исследованию, опубликованному в журнале PNAS Nexus, температура камней, отобранных из кратера, достигла 330 градусов по Цельсию в конце мелового периода (145–66 миллионов лет назад).
Новое исследование также предполагает, что в результате удара астероида было выделено не так много углекислого газа, как считалось ранее, что может изменить взгляд ученых на последовавшее за этим событие массового вымирания.
Кратер Чиксулуб образовался, когда космическая скала шириной 12 километров, летевшая со скоростью около 43 000 км/ч, врезалась в Землю, образовав чашу шириной примерно 200 км на территории, которая сейчас является Мексиканский залив. Сильные волны цунами помогли заполнить большую часть кратера отложениями в течение нескольких минут и часов после удара, а затем он был погребен под слоями породы, образовавшейся за миллионы лет после удара.
«Вы не можете получить к нему доступ так легко, но, с другой стороны, он очень хорошо сохранился», — сказал ведущий автор исследования Пим Каскес из Свободного университета Брюсселя в Брюсселе. «Вам просто нужно найти правильные камни, правильный материал и применить правильные методы, чтобы разгадать его тайны».
Каскес и его команда изучили образцы, взятые из области пиковых колец в центре ударного кратера в 2016 году. Они применили к горным породам термометрию слипшихся изотопов карбоната или палеотермометр; этот метод реконструирует древние температуры путем обнаружения содержания тяжелых изотопных связей углерода -13 и кислорода-18 в карбонатных минералах.
Первоначально температура, возникшая в результате удара астероида, должна была составлять от тысяч до десятков тысяч градусов, но Каскес отметил, что они не могли ее измерить, поскольку эти камни, вероятно, испарились. Однако они могли бы поискать температуру, зафиксированную в скалах сразу после первоначального удара.
Самая высокая температура (330 градусов по Цельсию) была получена от камней, собранных на глубине более 700 метров ниже дна океана. После удара астероида эти породы были намного теплее, чем максимальная температура позднемелового океана (35,5 C) и того, что исследователи ожидали от захоронения и известной гидротермальной активности под кратером (в диапазоне от 50 до 200 C), что позволяет предположить, что происходит что-то еще.
«Если у вас температура выше этого диапазона, а значения изотопов выходят за пределы известных гидротермальных значений, вы, скорее всего, знаете, что произошел другой процесс», — сказал Каскес.
По словам Каскеса, этим процессом могла быть термическая декарбонизация и быстрая обратная реакция, в которой высокореактивный оксид кальция (CaO) рекомбинирует с диоксидом углерода (CO2), выделяющимся из испаренной породы, образуя новые кристаллы карбоната кальция (CaCO3). Если это так, то после удара астероида в атмосферу попало меньше углекислого газа, чем считалось ранее, потому что большая его часть была быстро повторно использована для получения карбоната кальция.
Меньшее количество углекислого газа в атмосфере могло бы уменьшить глобальное потепление и закисление океана во время последующего массового вымирания, в результате которого погибло 75% всех видов, включая нептичьих динозавров, хотя исследователи до сих пор спорят о том, как изменился климат в конце мелового периода.
Палеотермометр, использованный в новом исследовании, проливает свет на события, произошедшие 66 миллионов лет назад. Его также можно применить к другим ударным кратерам по всему миру, открывая возможности узнать больше об ударах астероидов.
«Они оказали огромное влияние на эволюцию жизни на нашей планете — посмотрите на случай Чиксулуба», — сказал Каскес. «Поэтому знание подробностей того, как работают эти процессы, имеет решающее значение для понимания истории нашей планеты и истории нашего вида».
