Början av slutet började med våldsamma skakningar som höjde jättevågor i vattnet i ett innanhav i det som nu är North Dakota.

Sedan, små glaspärlor började falla som fågelskott från himlen. Regnet av glas var så kraftigt att det kan ha satt eld på mycket av växtligheten på land. I vattnet, fisken kämpade för att andas när pärlorna täppte till sina gälar.

Det svallande havet förvandlades till en 30 fots vägg av vatten när det nådde mynningen av en flod, kastar hundratals, om inte tusentals, av sötvattensfisk – stör och paddelfisk – på en sandbank och tillfälligt vända flodens flöde. Strandsatt av det vikande vattnet, fisken kastades av glaspärlor upp till 5 millimeter i diameter, några gräver ner sig centimeter djupt i leran. Stenströmmen, som fin sand, och små glaspärlor fortsatte i ytterligare 10 till 20 minuter innan en andra stor våg översvämmade stranden och täckte fisken med grus, sand och fint sediment, försegla dem från världen i 66 miljoner år.

Denna unika, fossiliserad kyrkogård – fiskar staplade ovanpå varandra och blandade med brända trädstammar, barrträdsgrenar, döda däggdjur, mosasauriska ben, insekter, delkroppen av en Triceratops , marina mikroorganismer som kallas dinoflagellater och snigelliknande marina bläckfiskar som kallas ammoniter – grävdes fram av paleontologen Robert DePalma under de senaste sex åren i Hell Creek Formation, inte långt från Bowman, Norra Dakota. Bevisen bekräftar en misstanke som tjatade på DePalma under hans första grävsäsong under sommaren 2013 – att detta var ett dödande fält som lades ner strax efter asteroidnedslaget som så småningom ledde till utrotningen av alla marklevande dinosaurier. Effekten i slutet av kritaperioden, den så kallade K-T-gränsen, utrotade 75 procent av livet på jorden.

"Detta är den första massdödssammansättningen av stora organismer som någon har hittat associerade med K-T-gränsen, sa DePalma, kurator för paleontologi vid Palm Beach Museum of Natural History i Florida och doktorand vid University of Kansas. "Vid ingen annan K-T gränssektion på jorden kan du hitta en sådan samling bestående av ett stort antal arter som representerar olika åldrar av organismer och olika stadier av livet, som alla dog samtidigt, på samma dag."

I en tidning som kommer att dyka upp nästa vecka i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences , han och hans amerikanska och europeiska kollegor, inklusive två University of California, Berkeley, geologer, beskriv webbplatsen, dubbad Tanis, och bevisen som förbinder den med asteroiden eller kometangreppet utanför Mexikos Yucatanhalvön för 66 miljoner år sedan. Den effekten skapade en enorm krater, kallas Chicxulub, i havsbotten och skickade förångad sten och kubikmil av asteroiddamm till atmosfären. Molnet omslöt så småningom jorden, satte scenen för jordens sista massutrotning.

"Det är som ett museum för slutet av krita i ett lager som är en och en halv meter tjockt, sa Mark Richards, en UC Berkeley professor emeritus i jord- och planetvetenskap som nu är provost och professor i jord- och rymdvetenskap vid University of Washington.

Richards och Walter Alvarez, en UC Berkeley-professor vid Graduate School som för 40 år sedan först antog att en komet- eller asteroidnedslag orsakade massutrotningen, kallades in av DePalma och den holländska forskaren Jan Smit för att rådgöra om regnet från glaspärlor och de tsunamiliknande vågorna som begravde och bevarade fisken. Pärlorna, kallas tektiter, bildas i atmosfären från sten som smälts vid nedslaget.

Tsunami vs. seiche

Richards och Alvarez fastställde att fisken inte kunde ha blivit strandsatt och sedan begravd av en typisk tsunami, en enda våg som skulle ha nått denna tidigare okända arm av Western Interior Seaway inte mindre än 10 till 12 timmar efter nedslaget 3, 000 kilometer bort, om det inte tappade ut innan dess. Deras resonemang:tektiterna skulle ha regnat ner inom 45 minuter till en timme efter nedslaget, oförmögen att skapa lerhål om havsbotten inte redan hade exponerats.

Istället, de bråkar, seismiska vågor anlände sannolikt inom 10 minuter efter nedslaget från vad som skulle ha motsvarat en jordbävning med magnituden 10 eller 11, skapa en seiche (uttalas sayh), en stående våg, i innanhavet som liknar vatten som skvalpar i ett badkar under en jordbävning. Även om stora jordbävningar ofta genererar seicher i slutna vattenmassor, de märks sällan, sa Richards. Tohoku-bävningen 2011 i Japan, en magnitud 9,0, skapade sex fot höga seicher 30 minuter senare i en norsk fjord 8, 000 kilometer bort.

"De seismiska vågorna börjar uppstå inom nio till 10 minuter efter nedslaget, så de hade en chans att få vattnet att skvalpa innan alla sfärer (små sfärer) hade fallit ut från himlen, ", sa Richards. "De här sfärulerna som kom in kratrade ytan, att göra trattar – du kan se de deformerade lagren i det som brukade vara mjuk lera – och sedan täckte spillror sfärerna. Ingen har sett de här trattarna tidigare."

Tektiterna skulle ha kommit in på en ballistisk bana från rymden, nå terminalhastigheter på mellan 100 och 200 miles per timme, enligt Alvarez, som uppskattade sin restid för decennier sedan.

"Du kan föreställa dig att stå där och bli beskjuten av dessa glaskulor. De kunde ha dödat dig, ", sa Richards. Många tror att regnet av skräp var så intensivt att energin antände skogsbränder över hela den amerikanska kontinenten, om inte runt om i världen.

"Tsunamis från Chicxulub-nedslaget är verkligen väldokumenterade, men ingen visste hur långt något sådant skulle gå in i ett innanhav, " sa DePalma. "När Mark kom ombord, han upptäckte en anmärkningsvärd artefakt - att de inkommande seismiska vågorna från nedslagsplatsen skulle ha anlänt ungefär samtidigt som den atmosfäriska färdtiden för ejecta. Det var vårt stora genombrott."

Åtminstone två enorma seicher översvämmade landet, kanske 20 minuters mellanrum, lämnar sex fot av avlagringar som täcker fossilerna. Överlagrande detta är ett lager av lera rikt på iridium, en metall som är sällsynt på jorden, men vanlig hos asteroider och kometer. Detta lager är känt som K-T, eller K-Pg-gräns, som markerar slutet av kritaperioden och början av tertiärperioden, eller paleogen.

Iridium

1979, Alvarez och hans far, Nobelisten Luis Alvarez från UC Berkeley, var de första att inse betydelsen av iridium som finns i 66 miljoner år gamla bergskikt runt om i världen. De föreslog att en komet- eller asteroidnedslag var ansvarig för både iridium vid K-T-gränsen och massutrotningen.

Nedslaget skulle ha smält berggrunden under havsbotten och pulveriserat asteroiden, skickar damm och smält sten in i stratosfären, där vindar skulle ha burit dem runt planeten och utplånat solen i månader, om inte år. Skräp skulle ha regnat ner från himlen:inte bara tektiter, men också stenskräp från den kontinentala skorpan, inklusive chockkvarts, vars kristallstruktur deformerades av stöten.

Det iridiumrika dammet från den pulveriserade meteoren skulle ha varit det sista att falla ut ur atmosfären efter nedslaget, täcka av krita.

"När vi föreslog effekthypotesen för att förklara den stora utrotningen, it was based just on finding an anomalous concentration of iridium—the fingerprint of an asteroid or comet, " said Alvarez. "Since then, the evidence has gradually built up. But it never crossed my mind that we would find a deathbed like this."

Key confirmation of the meteor hypothesis was the discovery of a buried impact crater, Chicxulub, in the Caribbean and off the coast of the Yucatan in Mexico, that was dated to exactly the age of the extinction. Shocked quartz and glass spherules were also found in K-Pg layers worldwide. The new discovery at Tanis is the first time the debris produced in the impact was found along with animals killed in the immediate aftermath of the impact.

"And now we have this magnificent and completely unexpected site that Robert DePalma is excavating in North Dakota, which is so rich in detailed information about what happened as a result of the impact, " Alvarez said. "For me, it is very exciting and gratifying!"

Tektites

Jan Smit, a retired professor of sedimentary geology from Vrije Universiteit in Amsterdam in The Netherlands who is considered the world expert on tektites from the impact, joined DePalma to analyze and date the tektites from the Tanis site. Many were found in near perfect condition embedded in amber, which at the time was pliable pine pitch.

"I went to the site in 2015 and, in front of my eyes, he (DePalma) uncovered a charred log or tree trunk about four meters long which was covered in amber, which acted as sort of an aerogel and caught the tektites when they were coming down, " Smit said. "It was a major discovery, because the resin, the amber, covered the tektites completely, and they are the most unaltered tektites I have seen so far, not 1 percent of alteration. We dated them, and they came out to be exactly from the K-T boundary."

The tektites in the fishes' gills are also a first.

"Paddlefish swim through the water with their mouths open, gaping, and in this net, they catch tiny particles, food particles, in their gill rakers, and then they swallow, like a whale shark or a baleen whale, " Smit said. "They also caught tektites. That by itself is an amazing fact. That means that the first direct victims of the impact are these accumulations of fishes."

Smit also noted that the buried body of a Triceratops and a duck-billed hadrosaur proves beyond a doubt that dinosaurs were still alive at the time of the impact.

"We have an amazing array of discoveries which will prove in the future to be even more valuable, " Smit said. "We have fantastic deposits that need to be studied from all different viewpoints. And I think we can unravel the sequence of incoming ejecta from the Chicxulub impact in great detail, which we would never have been able to do with all the other deposits around the Gulf of Mexico."

"Än så länge, we have gone 40 years before something like this turned up that may very well be unique, " Smit said. "So, we have to be very careful with that place, how we dig it up and learn from it. This is a great gift at the end of my career. Walter sees it as the same."