Szczegółowe zdjęcia krateru Nadir sprzed 66 milionów lat oferują nowy wgląd w katastrofalne uderzenia asteroid, pokazując rozległe zniszczenia i zmiany geologiczne, w tym ogromne tsunami.
Naukowcy z Uniwersytetu Heriot-Watt opublikowali nowe zdjęcia Krateru Nadir, krateru po uderzeniu asteroidy o szerokości 9 km (~5,5 mili), znajdującego się 300 m (~1000 stóp) pod dnem Oceanu Atlantyckiego. Nowe zdjęcia potwierdzają, że krater Nadir powstał w wyniku uderzenia asteroidy w Ziemię pod koniec 2010 r Kreda okres około 66 milionów lat temu. Jest to ten sam wiek, co szeroki na 200 km (~125 mil) krater uderzeniowy Chicxulub w Meksyku, który jest powiązany z wyginięciem dinozaurów.
Obrazy pomogły badaczom ustalić, co wydarzyło się w ciągu kilku minut po uderzeniu: utworzenie początkowego krateru w kształcie misy, skały zmieniły stan płynny i spływały w górę do dna krateru, utworzenie strefy uszkodzeń obejmującej tysiące kilometrów kwadratowych za kraterem i tsunami o wysokości ponad 800 metrów (ponad 2600 stóp), które przetoczyłoby się przez Ocean Atlantycki.
Wyniki opisano w Komunikacja przyrodnicza Ziemia i środowisko.
Odsłonięcie starożytnych wpływów
Krater Nadir został odkryty w r 2022 przez dr Uisdeana Nicholsona z Uniwersytetu Heriot-Watt podczas studiowania danych dotyczących odbić sejsmicznych na dnie morskim Oceanu Atlantyckiego u wybrzeży Gwinei w Afryce Zachodniej. Dane ujawniły depresję o szerokości ponad 8,5 km, która według dr Nicholsona może być kraterem po uderzeniu asteroidy.
Współpracował z planetologami i geologami z Wielkiej Brytanii i USA, aby sklasyfikować krater: dane sugerują, że pochodził on z asteroidy o szerokości setek metrów, która uderzyła w planetę około 66 milionów lat temu. Jednak aż do teraz nie mogli tego definitywnie stwierdzić.
Od ziarnistego USG do obrazu 3D
Dane sejsmiczne 3D o wysokiej rozdzielczości zostały przechwycone przez TGS, globalną firmę geofizyczną, i udostępnione dr Nicholsonowi, geologowi. Dane dowodzą, że krater Nadir spowodowała asteroida.
Dr Nicholson powiedział: „Na całym świecie istnieje około 20 potwierdzonych kraterów morskich i żaden z nich nie został uchwycony z taką szczegółowością. To wyśmienite.
„Kratery na powierzchni są zwykle silnie zerodowane i możemy zobaczyć tylko to, co jest odsłonięte, podczas gdy kratery na innych ciałach planetarnych zwykle wykazują jedynie ekspresję powierzchniową.
„Dane te pozwalają nam zobrazować to w pełni w trzech wymiarach i oderwać warstwy skał osadowych, aby przyjrzeć się kraterowi na wszystkich poziomach.
„Jednym ze sposobów, aby to zrozumieć, jest pomyślenie o USG ciąży. Kilka pokoleń temu ultradźwięki pokazywały ziarnistą plamkę. Teraz możesz zobaczyć cechy dziecka w 3D z niewiarygodną szczegółowością – łącznie ze wszystkimi narządami wewnętrznymi.
„Przeszliśmy od rozmytego obrazowania 2D do obrazowania krateru Nadir w niesamowitej wysokiej rozdzielczości”.
Dynamika uderzenia i konsekwencje
Dr Nicholson powiedział: „Nowe zdjęcia przedstawiają obraz katastrofalnego wydarzenia.
„Początkowo sądziliśmy, że asteroida będzie miała około 400 m szerokości. Obecnie sądzimy, że miał on szerokość 450–500 m ze względu na większy rozmiar krateru, jak pokazują dane 3D.
„Możemy stwierdzić, że nadeszło z kąta około 20-40 stopni na północny wschód, z powodu spiralnych grzbietów generowanych przez ciąg otaczający centralny szczyt krateru – powstają one dopiero w wyniku ukośnego uderzenia pod niskim kątem.
„Uważamy, że uderzyłby w Ziemię z prędkością około 20 km na sekundę, czyli 72 000 km na godzinę, chociaż nadal musimy to potwierdzić za pomocą nowego zestawu modeli uderzenia”.
Korzystając z danych, naukowcy stworzyli oś czasu tego, co wydarzyło się w ciągu sekund i minut po uderzeniu.
Dr Nicholson powiedział: „Po uderzeniu i utworzeniu się centralnego wypiętrzenia miękkie osady otaczające krater spłynęły do wewnątrz, w kierunku ewakuowanego dna krateru, tworząc widoczne „rondo”.
„Wygląda na to, że trzęsienie ziemi spowodowane uderzeniem upłynniło osady znajdujące się pod dnem morskim na całym płaskowyżu, powodując powstawanie uskoków pod dnem morskim.
„Uderzenie było również powiązane z dużymi osunięciami ziemi, gdy brzeg płaskowyżu zapadł się pod oceanem.
„Oprócz tego widzimy dowody na ciąg fal tsunami oddalających się od krateru, a następnie z powrotem w kierunku krateru, z dużymi bliznami po odrodzeniu, które zachowują dowody tego katastrofalnego zdarzenia”.
Eksploracja krateru Nadir: wyjątkowa szansa
Dr Nicholson zwraca uwagę, że ludzie nigdy nie byli świadkami uderzenia asteroidy tej wielkości w Ziemię.
„Ludzie najbliżej widzieli coś takiego Wydarzenie w tunguskiej 1908 rokukiedy 50-metrowa asteroida weszła w ziemską atmosferę i eksplodowała na niebie nad Syberią.”
„Nowe dane sejsmiczne 3D całego krateru Nadir to bezprecedensowa szansa na przetestowanie hipotez dotyczących kraterów uderzeniowych, opracowanie nowych modeli powstawania kraterów w środowisku morskim i zrozumienie konsekwencji takiego zdarzenia.
„Zgłosiliśmy się do IODP3, nowego międzynarodowego programu wierceń, aby wiercić w dnie morskim i wydobywać rdzenie z krateru. Da nam to więcej informacji na temat ciśnień uderzeniowych doznanych podczas uderzenia, a także dokładnego wieku i sekwencji wydarzeń, które miały miejsce po tym zdarzeniu.
W przeciwieństwie do Księżyca, ziemskie kratery ulegają erozji
Współpracownik dr Sean Gulick z Uniwersytetu Teksasu w Austin w USA, geofizyk i ekspert w dziedzinie procesów uderzeniowych, zauważył: „Zdjęcia sejsmiczne 3D w pełni zachowanego krateru uderzeniowego stanowią fantastyczną okazję badawczą, która może pozwolić nam zastanowić się, w jaki sposób procesy uderzeniowe a kratery powiększają się wraz z rozmiarem impaktora, co pozwala zrozumieć ewolucję Ziemi i innych światów.
Współpracownica dr Veronica Bray z Uniwersytetu w Arizonie, ekspertka w dziedzinie kraterów uderzeniowych w Układzie Słonecznym, skomentowała: „Widzimy nieskazitelne kratery uderzeniowe na ciałach pozbawionych powietrza, takich jak Księżyc, ale nie mamy informacji o strukturze podpowierzchniowej.
„Na Ziemi sytuacja jest odwrotna: mamy dane strukturalne z badań sejsmicznych, map pól i rdzeni wiertniczych, ale kratery na powierzchni są zwykle bardzo zniszczone.
„Nowe obrazowanie sejsmiczne 3D Nadiru daje nam jedno i drugie. To zaskakująco dobre spojrzenie na krater uderzeniowy!”
Ocena zagrożeń asteroidami
Asteroida sterta gruzu Bennu ma około 400 m średnicy. Jest uważany za najbardziej niebezpieczny obiekt na orbicie okołoziemskiej. Według NASA naukowców, całkowite prawdopodobieństwo jego oddziaływania do roku 2300 wynosi około 1 do 1750 (czyli 0,057%). Naukowcom udało się także zidentyfikować 24 września 2182 r. jako najbardziej znaczącą pojedynczą datę pod względem potencjalnego wpływu, z prawdopodobieństwem uderzenia wynoszącym 1 do 2700 (czyli około 0,037%).
DOI: 10.1038/s43247-024-01700-4
