Ny forskning finner sot från globala bränder som antänds av en asteroidpåverkan kan ha blockerat solljus tillräckligt länge för att driva den massutrotning som dödade mest liv på jorden, inklusive dinosaurierna, 66 miljoner år sedan.

Critaceous -Paleogene -utrotningshändelsen utplånade cirka 75 procent av alla arter på jorden. En asteroidpåverkan på toppen av Mexikos Yucatánhalvön orsakade en period av långvarig kyla och mörker, kallas en effektvinter, som sannolikt gav upphov till en stor del av massutrotningen. Men forskare har haft svårt att reta ut detaljerna om påverkan vintern och vad den exakta mekanismen var som dödade livet på jorden.

En ny studie i AGU:s tidskrift Geofysiska forskningsbrev simulerar bidrag från påverkans svavel, damm, och sotutsläpp till det extrema mörkret och kylan av nedslagsvintern. Resultaten visar att förkylningen skulle ha varit allvarlig men sannolikt inte förödande nog för att driva en massutrotning. Dock, sotutsläpp från globala skogsbränder förmörkade himlen tillräckligt för att döda fotosyntetiserare vid basen av livsmedelsbanan i över ett år, enligt studien.

"Detta svaga ljus verkar vara en riktigt stor signal som potentiellt skulle vara förödande för livet, "sa Clay Tabor, en geovetare vid University of Connecticut och huvudförfattare till den nya studien. "Det verkar som att dessa svaga ljusförhållanden är en trolig förklaring till en stor del av utrotningen."

Resultaten hjälper forskare att bättre förstå denna spännande massutrotning som i slutändan banade väg för människor och andra däggdjur att utvecklas. Men studien ger också inblick i vad som kan hända i ett kärnvinterscenario, enligt Tabor.

"Den främsta drivkraften för en kärnvinter är faktiskt från sot i en liknande typsituation, "Tabor sa." Vad det verkligen lyfter fram är hur potentiellt påverkande sot kan vara på klimatsystemet. "

Påverkan och utrotning

Chicxulub -asteroiden påverkade spytmoln av ejecta i den övre atmosfären som sedan regnade ner till jorden. De återvändande partiklarna skulle ha haft tillräckligt med energi för att grilla jordens yta och tända globala skogsbränder. Sot från bränderna, tillsammans med svavelföreningar och damm, blockerat solljus, orsakar en effektvinter som varar i flera år. Tidigare forskning uppskattar genomsnittliga globala temperaturer sjönk med minst 26 grader Celsius (47 grader Fahrenheit).

Forskare vet att det extrema mörkret och kylan var förödande för livet på jorden men retar fortfarande isär vilken komponent som var mer skadlig för livet och om sot, sulfat, eller dammpartiklar störde klimatet mest.

I den nya studien, Tabor och hans kollegor använde en sofistikerad klimatmodell för att simulera sotens klimateffekter, sulfater, och damm från påverkan.

Deras resultat tyder på att sotutsläpp från globala bränder absorberar mest solljus under den längsta tiden. Modellen visade att sotpartiklar var så bra på att absorbera solljus att fotosyntesnivåerna sjönk till under en procent av det normala i drygt ett år.

"Baserat på sotens egenskaper och dess förmåga att effektivt absorbera inkommande solljus, det gjorde ett mycket bra jobb för att blockera solljus från att nå ytan, "Sa Tabor." I jämförelse med dammet, som inte stannade i atmosfären så länge, och svavel, som inte blockerade så mycket ljus, sot kan faktiskt blockera nästan allt ljus från att nå ytan i minst ett år. "

En fristad för livet

Mörkret skulle ha varit förödande för fotosyntetiserare och kan förklara massutrotningen genom en kollaps av matväven, enligt forskarna. Allt liv på jorden beror på fotosyntetiserare som växter och alger som skördar energi från solljus.

Intressant, temperaturfallet var sannolikt inte lika störande för livet som mörkret, enligt studien.

"Det är intressant att i deras modell, sot orsakar inte nödvändigtvis en mycket större kylning jämfört med andra typer av aerosolpartiklar som produceras av påverkan-men sot gör att ytljuset minskar mycket mer, "sa Manoj Joshi, en professor i klimatdynamik vid University of East Anglia i Storbritannien som inte var kopplad till den nya studien.

I regioner som de höga breddgraderna, resultaten tyder på att oceanerna inte svalnade betydligt mer än de gör under en normal säsongscykel.

"Även om havet svalnar med en anständig mängd, det svalnar inte så mycket överallt, särskilt i regionerna med högre latitud, "Tabor sa." I jämförelse med de nästan två åren utan fotosyntetisk aktivitet från sot, det verkar vara en sekundär betydelse. "

Som ett resultat, kustregioner på hög latitud kan ha varit tillflyktsorter för livet under månaderna efter påverkan. Växter och djur som lever i Arktis eller Antarktis är redan vana vid stora temperatursvängningar, extremt kallt, och svagt ljus, så de kan ha haft en bättre chans att överleva påverkan vintern, enligt forskarna.