Damm från asteroidnedslaget blåstes in i atmosfären där det blockerade solen och ledde till att 75 % av livet utrotades, inklusive alla icke-fågeldinosaurier. Kredit:Willgard Krause/ Pixabay
Forskare tror att de har avslutat fallet med vad som dödade dinosaurierna, som definitivt kopplar deras utrotning till en asteroid som slog in i jorden för 66 miljoner år sedan genom att hitta ett nyckelbevis:asteroiddamm inuti nedslagskratern.
Död av asteroid snarare än av en serie vulkanutbrott eller någon annan global katastrof har varit den ledande hypotesen sedan 1980-talet, när forskare hittade asteroiddamm i det geologiska lagret som markerar utrotningen av dinosaurierna. Denna upptäckt målade en apokalyptisk bild av damm från den förångade asteroiden och stenar från nedslag som kretsar runt planeten, blockerar solen och åstadkommer massdöd genom ett mörker, ihållande global vinter – allt innan de driver tillbaka till jorden för att bilda det lager berikat med asteroidmaterial som är synligt idag.
På 1990-talet sambandet stärktes med upptäckten av en 125 mil bred Chicxulub nedslagskrater under Mexikanska golfen som är i samma ålder som bergskiktet. Den nya studien förseglar affären, forskare sa, genom att hitta asteroiddamm med ett matchande kemiskt fingeravtryck i den kratern på den exakta geologiska platsen som markerar tiden för utrotningen.
"Cirkeln är nu äntligen klar, sa Steven Goderis, en geokemiprofessor vid Vrije Universiteit Brussel, som ledde studien publicerad i Vetenskapens framsteg den 24 feb.
Kratern som lämnats av asteroiden som utplånade dinosaurierna ligger på Yucatánhalvön och kallas Chicxulub efter en närliggande stad. En del av kratern är offshore och en del av den är på land. Kratern är begravd under många lager av sten och sediment. Ett uppdrag 2016 ledd av International Ocean Discovery Program extraherade bergkärnor från offshoredelen av kratern. Kredit:University of Texas vid Austin/Jackson School of Geosciences/Google Maps
Studien är den senaste som kommer från ett 2016 International Ocean Discovery Program-uppdrag som leds av University of Texas i Austin som samlade in nästan 3, 000 fot av stenkärna från kratern begravd under havsbotten. Forskning från detta uppdrag har hjälpt till att fylla i luckor om effekterna, efterdyningarna och livets återhämtning.
Det tydliga tecknet på asteroiddamm är grundämnet iridium - som är sällsynt i jordskorpan, men finns på förhöjda nivåer i vissa typer av asteroider. En iridiumspets i det geologiska lagret som finns över hela världen är hur asteroidhypotesen föddes. I den nya studien, forskare hittade en liknande spik i en del av sten som drogs från kratern. I kratern, sedimentlagret som avsattes dagarna till åren efter strejken är så tjockt att forskare kunde exakt datera dammet till bara två decennier efter nedslaget.
"Vi är nu på nivån av tillfälligheter som geologiskt inte sker utan orsakssamband, " sa medförfattaren Sean Gulick, en forskningsprofessor vid UT Jackson School of Geosciences som ledde 2016 års expedition tillsammans med Joanna Morgan från Imperial College London. "Det ställer till sängs alla tvivel om att iridiumanomalin [i det geologiska lagret] inte är relaterad till Chicxulub-kratern."
Dammet är allt som finns kvar av den 7 mil breda asteroiden som slog in i planeten för miljoner år sedan, utlöser utrotningen av 75 % av livet på jorden, inklusive alla icke-aviska dinosaurier.
Sean Gulick, en forskningsprofessor vid University of Texas vid Austin Jackson School of Geosciences (höger), och Joanna Morgan, professor vid Imperial College London, undersöker kärnor som hämtats från kratern under 2016 års forskningsuppdrag ledd av International Ocean Discovery Program. Kredit:University of Texas i Austin/Jackson School of Geosciences
Forskare uppskattar att dammet som sparkades upp av påverkan cirkulerade i atmosfären i högst ett par decennier - vilket, Gulick påpekar, hjälper tid hur lång tid utrotningen tog.
"Om du faktiskt ska sätta en klocka på utrotning för 66 miljoner år sedan, du kan lätt argumentera för att allt hände inom ett par decennier, vilket i princip är hur lång tid det tar för allt att svälta ihjäl, " han sa.
De högsta koncentrationerna av iridium hittades inom en 5-centimeters sektion av bergkärnan hämtad från toppen av kraterns toppring - en hög höjdpunkt i kratern som bildades när stenar studsade och sedan kollapsade av kraften från stöten.
Iridiumanalysen utfördes av labb i Österrike, Belgien, Japan och USA.
"Vi kombinerade resultaten från fyra oberoende laboratorier runt om i världen för att säkerställa att vi fick det här rätt, sa Goderis.
En del av bergkärnan drogs från kratern som lämnades av asteroidnedslaget som utplånade dinosaurierna. Forskare fann höga koncentrationer av elementet iridium – en markör för asteroidmaterial – i mittsektionen av kärnan som innehåller en blandning av aska från nedslaget och havssediment avsatt under årtionden. Iridium mäts i delar per miljard. Kredit:International Ocean Discovery Program
Förutom iridium, kratersektionen visade förhöjda nivåer av andra element associerade med asteroidmaterial. Koncentrationen och sammansättningen av dessa "asteroidelement" liknade mätningar tagna från det geologiska lagret på 52 platser runt om i världen.
Kärnsektionen och det geologiska lagret har också jordbundna element gemensamma, inklusive svavelhaltiga föreningar. En studie från 2019 fann att svavelhaltiga bergarter saknas från mycket av resten av kärnan trots att de finns i stora volymer i den omgivande kalkstenen. Detta indikerar att påverkan blåste ut det ursprungliga svavlet i atmosfären, där det kan ha förvärrat en dålig situation genom att förvärra den globala nedkylningen och frö surt regn.
Gulick och kollegor vid University of Texas Institute for Geophysics och Bureau of Economic Geology – båda enheterna i UT Jackson School – planerar att återvända till kratern i sommar för att börja mäta platser i dess centrum, där de hoppas kunna planera ett framtida borrarbete för att återvinna mer asteroidmaterial.
