• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Natura
    L'asteroide che uccide i dinosauri potrebbe aver spinto la Terra in 2 anni di oscurità

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Enormi quantità di fuliggine, sollevata in aria dagli incendi globali in seguito a un massiccio attacco di asteroidi 66 milioni di anni fa, avrebbe immerso la Terra nell'oscurità per quasi due anni, nuovi risultati della ricerca. Questo avrebbe spento la fotosintesi, raffreddato drasticamente il pianeta, e ha contribuito all'estinzione di massa che ha segnato la fine dell'era dei dinosauri.

    Questi nuovi dettagli su come il clima potrebbe essere cambiato radicalmente in seguito all'impatto di un asteroide largo 10 chilometri saranno pubblicati il ​​21 agosto nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze . Lo studio, guidato dal National Center for Atmospheric Research (NCAR) con il supporto della NASA e dell'Università del Colorado Boulder, ha usato un modello computerizzato di livello mondiale per dipingere un quadro ricco di come le condizioni della Terra avrebbero potuto apparire alla fine del periodo Cretaceo, informazioni che i paleobiologi potrebbero essere in grado di utilizzare per capire meglio perché alcune specie sono morte, soprattutto negli oceani, mentre altri sono sopravvissuti.

    Gli scienziati stimano che più di tre quarti di tutte le specie sulla Terra, compresi tutti i dinosauri non aviari, scomparve al confine dei periodi Cretaceo-Paleogene, un evento noto come estinzione di K-Pg. Le prove mostrano che l'estinzione è avvenuta nello stesso momento in cui un grande asteroide ha colpito la Terra in quella che oggi è la penisola dello Yucatan. La collisione avrebbe innescato terremoti, tsunami, e persino eruzioni vulcaniche.

    Gli scienziati calcolano anche che la forza dell'impatto avrebbe lanciato roccia vaporizzata in alto sopra la superficie terrestre, dove si sarebbe condensato in piccole particelle note come sferule. Quando le sferule ricadevano sulla Terra, sarebbero stati riscaldati dall'attrito a temperature abbastanza alte da innescare incendi globali e arrostire la superficie terrestre. Un sottile strato di sferule può essere trovato in tutto il mondo nella documentazione geologica.

    "L'estinzione di molti dei grandi animali sulla terraferma potrebbe essere stata causata dalle conseguenze immediate dell'impatto, ma gli animali che vivevano negli oceani o quelli che potevano scavare sottoterra o scivolare temporaneamente sott'acqua potevano essere sopravvissuti, " ha detto lo scienziato NCAR Charles Bardeen, che ha condotto lo studio. "Il nostro studio riprende la storia dopo gli effetti iniziali, dopo i terremoti, gli tsunami e la cottura alla griglia. Volevamo esaminare le conseguenze a lungo termine della quantità di fuliggine che pensiamo sia stata creata e quali conseguenze avrebbero potuto significare per il animali rimasti».

    Altri coautori dello studio sono Rolando Garcia e Andrew Conley, entrambi scienziati NCAR, e Owen "Brian" Toon, un ricercatore presso l'Università del Colorado Boulder.

    Un mondo senza fotosintesi

    Negli studi precedenti, i ricercatori hanno stimato la quantità di fuliggine che potrebbe essere stata prodotta dagli incendi boschivi globali misurando i depositi di fuliggine ancora conservati nella documentazione geologica. Per il nuovo studio, Bardeen e i suoi colleghi hanno utilizzato il Community Earth System Model (CESM) basato su NCAR per simulare l'effetto della fuliggine sul clima globale in futuro. Hanno utilizzato le stime più recenti della quantità di fuliggine fine trovata nello strato di roccia rimasto dopo l'impatto (15, 000 milioni di tonnellate), così come quantità maggiori e minori, quantificare la sensibilità del clima a incendi più o meno estesi.

    Nelle simulazioni, la fuliggine riscaldata dal sole si sollevava sempre più in alto nell'atmosfera, alla fine formando una barriera globale che impediva alla stragrande maggioranza della luce solare di raggiungere la superficie terrestre. "All'inizio sarebbe stato buio come una notte di luna, " Ha detto Toon.

    Mentre i cieli si sarebbero gradualmente illuminati, la fotosintesi sarebbe stata impossibile per più di un anno e mezzo, secondo le simulazioni. Poiché molte delle piante a terra sarebbero già state incenerite negli incendi, l'oscurità avrebbe probabilmente avuto il suo maggiore impatto sul fitoplancton, che sono alla base della catena alimentare oceanica. La perdita di questi minuscoli organismi avrebbe avuto un effetto a catena attraverso l'oceano, alla fine devastando molte specie di vita marina.

    Il team di ricerca ha anche scoperto che la fotosintesi sarebbe stata temporaneamente bloccata anche a livelli molto più bassi di fuliggine. Per esempio, in una simulazione usando solo 5, 000 milioni di tonnellate di fuliggine, circa un terzo della migliore stima dalle misurazioni, la fotosintesi sarebbe stata impossibile per un anno intero.

    Nelle simulazioni, la perdita di luce solare ha causato un forte calo delle temperature medie sulla superficie terrestre, con una caduta di 50 gradi Fahrenheit (28 gradi Celsius) sulla terraferma e 20 gradi Fahrenheit (11 gradi Celsius) sugli oceani.

    Mentre la superficie terrestre si raffreddava negli scenari di studio, l'atmosfera più in alto nella stratosfera in realtà è diventata molto più calda quando la fuliggine ha assorbito la luce del sole. Le temperature più calde hanno causato la distruzione dell'ozono e consentito l'immagazzinamento di grandi quantità di vapore acqueo nell'atmosfera superiore. Il vapore acqueo ha poi reagito chimicamente nella stratosfera per produrre composti di idrogeno che hanno portato a un'ulteriore distruzione dell'ozono. La conseguente perdita di ozono avrebbe consentito a dosi dannose di luce ultravioletta di raggiungere la superficie terrestre dopo che la fuliggine si era dissolta.

    Il grande serbatoio d'acqua nell'alta atmosfera formato nelle simulazioni ha anche causato la rimozione brusca dello strato di fuliggine che blocca la luce solare dopo aver indugiato per anni, una scoperta che ha sorpreso il team di ricerca. Quando la fuliggine iniziò a depositarsi fuori dalla stratosfera, l'aria cominciò a rinfrescarsi. Questo raffreddamento, a sua volta, ha causato la condensazione del vapore acqueo in particelle di ghiaccio, che lavò ancora più fuliggine dall'atmosfera. Come risultato di questo ciclo di feedback, il raffreddamento causava precipitazioni che causavano un ulteriore raffreddamento, lo strato di fuliggine che si assottigliava scomparve in pochi mesi.

    Sfidare il modello

    Mentre gli scienziati pensano che il nuovo studio fornisca un quadro solido di come grandi iniezioni di fuliggine nell'atmosfera possono influenzare il clima, inoltre avvertono che lo studio ha dei limiti.

    Per esempio, le simulazioni sono state eseguite in un modello della Terra moderna, non un modello che rappresentasse l'aspetto della Terra durante il Cretaceo, quando i continenti si trovavano in posizioni leggermente diverse. L'atmosfera 66 milioni di anni fa conteneva anche concentrazioni alquanto diverse di gas, compresi livelli più elevati di anidride carbonica.

    Inoltre, le simulazioni non hanno cercato di spiegare le eruzioni vulcaniche o lo zolfo rilasciato dalla crosta terrestre nel luogo dell'impatto dell'asteroide, che avrebbe comportato un aumento degli aerosol di solfato che riflettono la luce nell'atmosfera.

    Lo studio ha anche sfidato i limiti della componente atmosferica del modello al computer, noto come Whole Atmosphere Community Climate Model (WACCM).

    "Una collisione di asteroidi è una perturbazione molto grande, non qualcosa che si vedrebbe normalmente quando si modellano scenari climatici futuri, " ha detto Bardeen. "Quindi il modello non è stato progettato per gestire questo e, mentre andavamo avanti, abbiamo dovuto adattare il modello in modo che potesse gestire alcuni degli impatti dell'evento, come il riscaldamento della stratosfera di oltre 200 gradi Celsius".

    Questi miglioramenti al WACCM potrebbero essere utili per altri tipi di studi, compresa la modellazione di uno scenario di "inverno nucleare". Come gli incendi globali di milioni di anni fa, l'esplosione di armi nucleari potrebbe anche iniettare grandi quantità di fuliggine nell'atmosfera, che potrebbe portare a un temporaneo raffreddamento globale.

    "La quantità di fuliggine creata dalla guerra nucleare sarebbe molto inferiore a quella che abbiamo visto durante l'estinzione del K-Pg, " disse Bardeen. "Ma la fuliggine altererebbe comunque il clima in modi simili, raffreddando la superficie e riscaldando l'alta atmosfera, con effetti potenzialmente devastanti”.


    © Scienza https://it.scienceaq.com