Wetenschappers van het American Museum of Natural History en de University of Chicago hebben uitgelegd hoe zich een bolomringend residu vormde in de nasleep van de asteroïde-inslag die het uitsterven van de dinosauriërs veroorzaakte. De studie, die zal worden gepubliceerd in het aprilnummer van het tijdschrift Geology, geeft het meest gedetailleerde beeld tot nu toe van de gecompliceerde chemie van de vuurbal die in de impact is geproduceerd.
Het residu bestaat uit zanddruppels hete vloeistof die 65 miljoen jaar geleden condenseerden uit de dampwolk die werd geproduceerd door een inslaande asteroïde. Wetenschappers hebben drie verschillende oorzaken voor deze druppels voorgesteld, die wetenschappers 'sferules' noemen. Sommige onderzoekers theoretiseren dat atmosferische wrijving de druppels van de asteroïde deed smelten toen deze het aardoppervlak naderde. Weer anderen suggereerden dat de druppels uit de Chicxulub-inslagkrater voor de kust van het schiereiland Yucatan in Mexico spatten na de botsing van de asteroïde met de aarde.
Maar analyses uitgevoerd door Denton Ebel, assistent-conservator van meteorieten bij het American Museum of Natural History, en Lawrence Grossman, professor in geofysische wetenschappen aan de universiteit van Chicago, leveren nieuw bewijs voor het derde voorstel. Volgens hun onderzoek moeten de druppeltjes zijn gecondenseerd uit de koeldampwolk die de aarde omgaf na de impact.
Ebel en Grossman baseren hun conclusies op een studie van spinel, een mineraal dat rijk is aan magnesium, ijzer en nikkel in de druppels.
? Hun paper is een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen hoe deze impact sferules vormen ,? zei Frank Kyte, adjunct-universitair hoofddocent geochemie aan de Universiteit van Californië, Los Angeles. ? Het laat zien dat de spinels zich kunnen vormen binnen de impactpluim, wat volgens sommige onderzoekers niet mogelijk was.?
Toen de asteroïde ongeveer 65 miljoen jaar geleden toesloeg, gaf hij snel een enorme hoeveelheid energie vrij, waardoor een vuurbal ontstond die ver de stratosfeer in rees. ? Deze enorme impact verplettert niet alleen de rots en smelt de rots, maar veel van de rots verdampt? Zei Grossman. ? Die damp is erg heet en zet uit naar buiten vanaf het punt van impact, koelt en zet uit als het gaat. Terwijl het afkoelt, condenseert de damp als kleine druppeltjes en regent het over de hele aarde.?
Deze regen van gesmolten druppeltjes nestelde zich vervolgens op de grond, waar water en tijd de glasachtige bolletjes veranderden in de kleilaag die de grens markeert tussen het Krijt en het Tertiair (nu officieel het Paleogeen genoemd). Deze grens markeert het uitsterven van de dinosauriërs en vele andere soorten.
Het werk dat leidde tot Ebel en Grossman's Geology paper werd veroorzaakt door een lezing die de laatste ongeveer 10 jaar geleden bijwoonde tijdens een wetenschappelijke bijeenkomst. Tijdens deze lezing verklaarde een wetenschapper dat spinels uit de Krijt-Paleogene grenslaag niet konden condenseren uit de impactdampwolk vanwege hun sterk geoxideerde ijzergehalte. ? Ik dacht dat was een vreemd argument ,? Zei Grossman. ? Ongeveer de helft van de atomen van zowat elke steen die je kunt vinden zijn zuurstof ,? zei hij, en bood een mogelijkheid voor uitgebreide oxidatie.
Het laboratorium van Grossman, waar Ebel destijds werkte, is gespecialiseerd in het analyseren van meteorieten die mineralen hebben verzameld die gecondenseerd zijn uit de gaswolk die 4,5 miljard jaar geleden de zon vormde. Samen besloten ze hun ervaring in het uitvoeren van computersimulaties van de condensatie van mineralen uit de gaswolk die het zonnestelsel vormde, toe te passen op het probleem van de Krijt-Paleogene spinels.
Kyte van UCLA, die zelf de voorkeur gaf aan een vuurbaloorsprong voor de spinels, heeft de chemische samenstelling van honderden spinelmonsters van over de hele wereld gemeten.
Ebel en Grossman bouwden voort op het werk van Kyte en op eerdere berekeningen van Jay Melosh aan de Universiteit van Arizona en Elisabetta Pierazzo van het Planetary Science Institute in Tucson, Ariz., Die aantoonden hoe de inslaghoek van de asteroïde de chemische samenstelling van de vuurbal. Verticale inslagen dragen meer van de asteroïde en diepere rotsen bij aan de damp, terwijl inslagen onder lagere hoeken ondieper gesteente verdampen op de inslagplaats.
Ebel en Grossman putten ook uit het werk van Mark Ghiorso van de University of Chicago en Richard Sack van de University of Washington, die computersimulaties hebben ontwikkeld die beschrijven hoe mineralen veranderen bij hoge temperaturen.
De resulterende computersimulaties die door Ebel en Grossman zijn ontwikkeld, laten zien hoe gesteente dat in de klap was verdampt, zou condenseren als de vuurbal afkoelde van temperaturen die tienduizenden graden bereikten. De simulaties geven een beeld van de wereldhemel gevuld met een bizarre regen van een calciumrijke, silicaatvloeistof, die het chemische gehalte van de rotsen rond de Chicxulub-inslagkrater weerspiegelt.
Hun berekeningen vertelden hen wat de samenstelling van de spinels zou moeten zijn, gebaseerd op de samenstelling van zowel de asteroïde als het gesteente op de inslagplaats in Mexico. De resultaten kwamen nauw overeen met de samenstelling van spinels gevonden aan de Krijt-Paleogene grens over de hele wereld die UCLA's Kyte en zijn medewerkers hebben gemeten.
Wetenschappers wisten al dat de op de grenslaag in de Atlantische Oceaan gevonden spinels qua samenstelling duidelijk verschilden van die in de Stille Oceaan. ? De spinels die worden gevonden aan de Krijt-Paleogene grens in de Atlantische Oceaan, werden in een heter, vroeger stadium gevormd dan die in de Stille Oceaan, die zich in een later, koeler stadium vormden in deze grote wolk van materiaal die de aarde omcirkelde? Zei Ebel.
Het evenement zou de enorme vulkaanuitbarstingen van Krakatoa en de berg St. Helens in de schaduw hebben gesteld, zei Ebel. ? Dit soort dingen zijn gewoon heel moeilijk voor te stellen ,? hij zei.
De resultaten in dit artikel versterken het verband tussen de unieke Chicxulub-impact en de stratigrafische grens die de massale uitsterving 65 miljoen jaar geleden markeerde die het tijdperk van de dinosauriërs beëindigde. Het onderwerp zal verder worden onderzocht in een nieuwe baanbrekende tentoonstelling,? Dinosaurs: Ancient Fossils, New Discoveries ,? geopend op 14 mei in het American Museum of Natural History. Na sluitingstijd in New York reist de tentoonstelling naar het Houston Museum of Natural Science (3 maart - 30 juli 2006); de California Academy of Sciences, San Francisco (15 september 2006 - 4 februari 2007); The Field Museum, Chicago (30 maart - 3 september 2007); en het North Carolina State Museum of Natural Sciences, Raleigh (26 oktober 2007-5 juli 2008).
Oorspronkelijke bron: University of Chicago News Release
