По комплексу признаков ученые определили, что удар астероида, который образовал кратер Чиксулуб в Мексике и привел к вымиранию динозавров 66 миллионов лет назад, приходился под углом от 45 до 60 градусов к поверхности Земли.
По мнению авторов, такая траектория полета способствовала максимальному выбросу пород и смертоносных газов. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Падение астероида, после которого образовался кратер Чиксулуб, оказало катастрофическое воздействие на климат планеты и, как считается, спровоцировало массовое вымирание на рубеже мелового и палеогенового периодов, когда с лица Земли исчезли динозавры.
Ученые из 11 стран мира объединили данные о форме и подповерхностной структуре кратера, результаты геофизических исследований и бурения и на их основе построили трехмерную динамическую модель удара. Они рассмотрели последствия при четырех вариантах угла подлета астероида к поверхности Земли — 90, 60, 45 и 30 градусов.
Это первая в мире модель, которая охватывает все стадии события — от касания космического тела Земли до оценки объемов выброшенных пород и газов. Предыдущие трехмерные модели охватывали только ранние стадии воздействия.
Основываясь на результатах расчетов, авторы делают вывод о том, что кратер Чиксулуб образовался в результате крутого наклонного — под 45–60 градусов к горизонту — удара, приходящегося с северо-востока. Моделирование показало, что при таком ударе выброшенный из кратера материал распределился бы практически симметрично, что и наблюдается на самом деле, а количество образующихся газов на единицу массы ударного тела было максимальным.
Удар, по мнению ученых, вызвал выбросы миллиардов тонн серы в верхние слои атмосферы, блокировал солнечный свет и спровоцировал наступление ядерной зимы, в которой погибли динозавры и многие другие виды животных и растений.
"Для динозавров это был наихудший сценарий, — приводятся в пресс-релизе Имперского колледжа Лондона слова руководителя исследования профессора Гарета Коллинза (Gareth Collins) из Департамента наук о Земле и инженерии — Удар сопровождался выделением невероятного количества изменяющих климат газов в атмосферу. Это усугублялось тем фактом, что астероид упал под одним из самых смертоносных углов".
Вычисления проводились на интегрированной суперкомпьютерной установки с распределенными мощностями DiRAC Совета по науке и технологиям (STFC) Великобритании. Роль астероида при моделировании играл ударный элемент диаметром 17 километров с плотностью 2630 килограмм на кубический метр и подлетной скоростью 12 километров в секунду.
Поверхностные слои земной коры в районе падения представлены пористыми карбонатными и эвапоритовыми породами, содержащими большое количество воды. При ударном воздействии и связанном с ним нагревании эти породы разлагались, выбрасывая в атмосферу огромное количество углекислого газа, серы и водяного пара.
Особую опасность, по мнению ученых, представляла сера, которая быстро образует аэрозольные частицы, блокирующие солнечные лучи, что привело к остановке процесса фотосинтеза и охлаждению климата Земли.
Авторы надеются, что результаты их исследования не только дают новую информацию о переломном моменте геологической истории, когда погибли динозавры, но и позволяют лучше понять, как образуются крупные кратеры на других планетах.
