КТ-ГРАНИЦА

Дизайн веб-страницы В. К. Хартманна и Дэниела К. Бермана.

Кратко о том, что произошло

Согласно многочисленным геологическим данным, астероид диаметром примерно 10 км (6 миль) столкнулся с Землей около 65 миллионов лет назад. Это столкновение вызвало огромный взрыв и образование кратера диаметром около 180 км (примерно 110 миль). Обломки взрыва были выброшены в атмосферу, сильно изменив климат и приведя к исчезновению примерно 3/4 существовавших в то время видов, включая динозавров. В настоящее время известно много астероидов этого типа; их орбиты проходят через внутреннюю Солнечную систему и пересекают орбиту Земли. Некоторые из них потенциально могут столкнуться с Землей в будущем. Большинство, но не все, меньше того, что поразило нас 65 миллионов лет назад.

Пробелы в летописи окаменелостей

Окаменелости, обнаруженные в слоях почвы разного возраста, свидетельствуют о медленных, постепенных изменениях видов, когда простые организмы постепенно заменяются более сложными организмами, по-видимому, в результате эволюционных процессов, вызванных естественным отбором. Например, 1000 миллионов лет назад в океанах обитали только простые организмы, такие как водоросли, а суша была относительно безжизненной. Окаменелости рыб появляются в пластах примерно 500-600 млн лет назад; динозавры и гигантские рептилии были на земле 200 млн лет назад.Млекопитающие не были обычным явлением до 65 млн лет назад, а человекоподобные существа появились только в последние 4 млн лет назад.

[Комментарий: приведенное выше описание оспаривалось на протяжении двух столетий религиозными фундаменталистами. Фундаменталисты определяются как люди, которые считают, что основным способом изучения природы должен быть не научный метод или сбор данных, проверенных в разных лабораториях в разных странах, а интерпретация древних рукописей, таких как Коран, Ветхий Завет Библии, Нового Завета или других древних писаний. Научный метод был разработан в основном в 1600-х годах, когда натуралисты того периода пришли к выводу, что информацию о природе лучше всего получать путем прямых наблюдений за природой и экспериментов, которые будут открыто публиковаться в международной литературе. Ключом к методу является то, что утверждения, опубликованные одним ученым, могут быть проверены новыми, независимыми наблюдениями и измерениями, сделанными другими учеными. Книга Даниэля Бурштейна «Открытия» дает превосходный обзор того, как был создан научный метод. Этот метод познания природы по-прежнему подвергается сомнению в Америке со стороны фундаменталистских групп, например, в школьных советах и ​​законодательных собраниях штатов. В 1998 году школьный совет штата Аризона рекомендовал исключить термин «эволюция» из учебной программы государственных школ штата только для того, чтобы через несколько месяцев изменить свое мнение после общественного протеста. В 1999 году школьный совет штата Канзас исключил эволюцию и теорию Большого Существа о происхождении Вселенной из предметов, проверяемых в их школьной системе. Впоследствии по их стопам последовали несколько других государственных школьных советов. Эта битва не нова; ему четыре века!]

С тех пор, как примерно в 1800 году начали картировать последовательность окаменелостей, геологи заметили поразительные «разрывы» в последовательности, когда одна группа окаменелых видов уступала место другим группам через короткие промежутки времени.Действительно, эти разрывы послужили основанием для деления геологического времени на разные эпохи с разными названиями. Например, палеозойская эра сменилась мезозойской эрой средних форм жизни, которая, в свою очередь, уступила место современной кайнозойской эре недавней жизни. До 1980-х годов причины поломок были неизвестны.

Как было обнаружено ударное событие?

В конце 1970-х годов группа геохимиков во главе с Луис Альварес и его сын Уолтер Альварес, оба со связями в Калифорнийском университете в Беркли, изучал химические изменения в слоях почвы, соответствующие перерывам в летописи окаменелостей. В слое почвы, отделяющем мезозойскую эру от кайнозойской эры, датируемой 65 млн лет назад, они обнаружили избыток элемента иридия, который часто встречается в метеоритах. Метеориты считаются осколками астероидов. Поэтому команда Альвареса предположила, что в это время на Землю упал астероид, и что обломки, выброшенные в результате взрыва, были разбросаны в слое почвы.

Около десяти лет эта теория была крайне спорной. Однако накопились убедительные доказательства в поддержку теории.

Доказательства события воздействия

В настоящее время имеется множество доказательств того, что относительно большое столкновение произошло 65 млн лет назад.

1. Избыток иридия в слое почвы возрастом 65 млн лет был подтвержден во многих точках мира.
2. Тот же слой почвы содержит зерна кварца, которые были деформированы высокими ударными давлениями, как это произошло бы при гигантском взрыве. (Деформация представляет собой микроскопическую структуру, называемую «двойникованием» в кристаллах).
3. Один и тот же слой почвы содержит достаточно сажи, чтобы сжечь все леса мира. Это говорит о том, что в момент удара возник крупный пожар.
4. Тот же слой почвы, особенно вокруг Мексиканского залива, содержит массивные отложения обрушившихся валунов, которые образовались бы при большом цунами или «приливной волне». Географическое распределение отложений цунами предполагает, что воздействие произошло в районе Карибского моря.
5. После десятилетия поисков ученые в 1990 году определили кратер, связанный с этим материалом. Он больше не виден на поверхности Земли, а погребен под отложениями. Он расположен вдоль побережья Юкатана. Это обнаруживается путем картирования силы гравитационного поля в этой области и путем бурения; он был датирован 65 г. н.э.
6. Астрономы нанесли на карту множество астероидов, пересекающих орбиту Земли. Из исследований статистики орбит было подсчитано, что астероиды размером 10 км могут столкнуться с Землей примерно каждые 100 млн лет или около того, что согласуется с идеей о том, что 65 млн лет назад мы действительно пострадали от объекта такого размера. (Меньшие попадания встречаются гораздо чаще).

Что произошло во время удара?

Астероиды обычно сталкиваются с Землей на высоких скоростях от 16 до 32 км/сек (10-20 миль/сек). Во время удара кинетическая энергия астероида (или энергия движения) преобразуется в энергию взрыва, выбрасывая обломки пыли, грунта и горных пород не только в атмосферу, но и в космос, откуда они снова падают на вершину астероида. атмосфера. Ранние расчеты 1980-х годов (частично с использованием идей, разработанных Карлом Саганом и его коллегами) показали, что в высокие слои атмосферы попало так много пыли, что Земля была окутана слоем пыли, блокировавшим солнечный свет на несколько недель или месяцев. Это убило бы некоторые растения, нарушив пищевую цепь.

Более поздние расчеты (особенно Джея Мелоша из Аризонского университета) показали, что в течение первых нескольких часов после столкновения каменные обломки падали обратно в высокие слои атмосферы, создавая в небе бурю светящихся огненных шаров.Их лучистая энергия на несколько минут нагрела бы поверхность до температуры кипения, и этого было бы достаточно, чтобы убить множество животных и растений на поверхности. Однако в регионах с сильными ливнями или метелями эти организмы выжили бы в первые несколько часов. Морские существа были бы защищены от воздействия в первые часы, но планктон на поверхности мог вымереть за недели темноты, уменьшив запас пищи для мелких рыб, что повлияло бы на более крупных рыб, и так далее.

Эти примеры показывают, как трудно предсказать точные последствия удара. Многие виды, обитавшие на поверхности (например, динозавры), могли быть уничтожены в течение часа или недели. Виды, которые жили в норах или впадали в спячку (например, некоторые млекопитающие), могли выжить. Это может объяснить, почему млекопитающие заменили гигантских рептилий после удара. Крошечные примитивные млекопитающие, возможно, вышли из своих логовищ и обнаружили, что их гигантские конкуренты-рептилии почти исчезли.

Были ли все перерывы в истории эволюции вызваны ударами астероидов?

Возможно нет. Самый большой известный разрыв — это разрыв между палеозойской эрой и мезозойской эрой, примерно 230–250 млн лет назад, когда вымерло около 90% существовавших тогда видов. Это было названо «Великой смертью», но не было объяснено. Пока нет никаких доказательств падения астероида в то время. Второй по величине разрыв — это тот, который мы обсуждали, 65 млн лет назад, вызванный столкновением с астероидом.

Геологи разделили эпохи на более короткие интервалы, называемые периодами, такими как юрский период, известный своими крупными динозаврами. Эти периоды также определяются перерывами в летописи окаменелостей, меньшими, чем перерывы между эпохами. Многие виды вымерли во время этих перерывов, но не так много, как в перерывах между Эрами. Доказательства ударов, меньших, чем удар 65 млн лет назад, были обнаружены в одних разломах, но не в других.