Пыль после удара Чиксулуба могла усилить глобальные пожары и ускорить вымирание динозавров
66 миллионов лет назад гигантское космическое тело врезалось в район современной мексиканской провинции Юкатан. Удар сформировал кратер Чиксулуб и запустил цепь катастрофических процессов, последствия которых почувствовала вся планета. Погибли динозавры, за исключением предков современных птиц, а общее биологическое разнообразие Земли сократилось примерно на 75%.
Учёные давно пытаются понять, почему вымерли динозавры 66 миллионов лет назад. Главной причиной считается столкновение с астероидом, однако остаётся вопрос: что именно стало смертельным фактором — мгновенный жар, повсеместные пожары, длительное похолодание или сочетание всех этих явлений? Новое исследование предполагает, что особую роль сыграла тонкодисперсная пыль, поднятая в атмосферу во время удара.
Работа, опубликованная в журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, посвящена первым минутам и часам после падения небесного тела. Астероид выбросил в верхние слои атмосферы огромные объёмы расплавленных и раздробленных пород. Часть вещества остыла и превратилась в мельчайшие стекловидные частицы — сферулы. Они начали возвращаться на поверхность, проходя через атмосферу и нагреваясь из-за трения.
Ранее специалисты уже установили, что поток таких раскалённых частиц мог вызвать мощный тепловой импульс. Однако одних сферул, вероятно, было недостаточно для возникновения глобального огненного шторма. Авторы нового исследования включили в расчёты ещё один компонент — микроскопическую пыль, образовавшуюся из испарившихся пород. В отличие от более крупных частиц, она долго оставалась в атмосфере и существенно меняла её свойства.
Компьютерное моделирование, сопоставленное с геологическими данными, показало: пылевое облако действовало как своеобразное одеяло. Оно мешало теплу уходить в космос и отражало часть излучения обратно к поверхности планеты. В результате температура у поверхности могла оказаться примерно в 3,5 раза выше, чем предполагали прежние расчёты, основанные только на воздействии сферул.
Именно этот механизм помогает по-новому объяснить вымирание динозавров из-за падения астероида Чиксулуб. Жар мог достигать значений, при которых начинали гореть леса на огромных территориях, а крупные животные погибали даже при наличии толстой кожи и значительной массы тела. Для наземных экосистем первичная тепловая волна могла оказаться не менее разрушительной, чем последовавшие за ней климатические изменения.
Особенно убедительные признаки масштабных пожаров обнаружены в Северной Америке. В породах, сформировавшихся на границе мелового и палеогенового периодов, сохранились следы интенсивного горения. Пока неясно, насколько равномерно огонь распространился по планете. Исследователи рассчитывают, что новые находки в других регионах позволят установить, были ли пожары действительно глобальными или особенно сильными лишь в отдельных частях света.
После завершения раскалённого «дождя» и угасания пожаров опасность не исчезла. Пыль, оставшаяся в атмосфере, могла блокировать солнечный свет в течение нескольких лет или даже десятилетий. Растения начали испытывать недостаток энергии для фотосинтеза, урожайность растительности резко снизилась, а вместе с ней разрушились пищевые цепи. Наступившее похолодание получило название «ударной зимы».
Таким образом, астероид Чиксулуб последствия для Земли имел сразу в нескольких временных масштабах. В первые часы планету охватили экстремальный нагрев и пожары, а затем последовали темнота, холод и голод. Первая волна уничтожила множество организмов непосредственно, вторая нанесла удар по тем, кто сумел пережить само столкновение.
Новая гипотеза не отменяет другие объяснения кризиса конца мелового периода. Вулканическая активность, изменения уровня моря и нестабильность климата могли ослабить экосистемы ещё до катастрофы. Но результаты исследования показывают, что сам удар оказался способен вызвать значительную часть разрушений на суше, а не только запустить долгий климатический процесс.
Отдельный интерес представляет судьба выживших видов. После катастрофы сохранились млекопитающие, птицы, крокодилы, черепахи и некоторые другие группы. Их успех мог быть связан с небольшими размерами, всеядностью, способностью прятаться в укрытиях или переживать длительный дефицит пищи. Понимание этих различий помогает объяснить, почему одни ветви жизни восстановились, а нептичьи динозавры исчезли.
Учёные также продолжают уточнять, как именно пыль от астероида Чиксулуб климат и пожары связала в единую цепь. Пыль могла одновременно усиливать нагрев в момент возвращения частиц к поверхности и позднее экранировать солнечный свет. Такой двойной эффект делает её одним из ключевых элементов сценария массового вымирания.
Подобные исследования важны не только для реконструкции далёкого прошлого. Граница мела и палеогена представляет собой редкий природный пример внезапной глобальной катастрофы, затронувшей атмосферу, климат и все основные экосистемы. Именно поэтому исследование вымирания динозавров помогает оценивать, насколько быстро могут меняться условия на планете и какие последствия возникают после резкого нарушения климатического равновесия.