Не взрыв гигантского астероида, а облако мельчайшей силикатной пыли, окутавшее Землю после его удара, — вот отчего погибли динозавры и другие животные мелового периода. К такому выводу пришли ученые по результатам моделирования и анализа осадочных отложений.

 Астероид — убийца динозавров

Примерно 66 миллионов лет назад, на рубеже мелового и палеогенового периодов, произошла экологическая катастрофа. Она стала причиной одного из пяти "великих" вымираний, в результате которого с лица Земли исчезли 75 процентов видов морских и наземных животных, в том числе все нептичьи динозавры, аммониты и крупные рептилии. 

Считается, что главным триггером мел-палеогенового вымирания стало падение на Землю астероида диаметром 10-15 километров. Место удара, известное как кратер Чиксулуб, нашли в 1978-м в районе полуострова Юкатан на юге Мексики.

 Картину катастрофы обычно описывают так. Астероид врезался в Землю на высокой скорости и фактически испарился. В месте падения образовался огромный кратер диаметром около 180 километров. Из него выбросило шлейф мелких обломков силикатных пород, а также гигантское аэрозольное облако сульфатов — соединений серы, присутствующих в морской воде.

Ударная волна опустошила окрестности и вызвала гигантское цунами, а тепловое воздействие спровоцировало массовые пожары. В воздух попали триллионы тонн пепла и сажи, на Землю на несколько лет опустилась ночь. Поднявшиеся до уровня стратосферы сульфатные аэрозоли создали дополнительный экран для солнечных лучей.

Температура на планете резко понизилась, наступила глобальная зима. Кроме того, из-за нехватки света у растений замедлился фотосинтез, что привело к уменьшению концентрации кислорода в атмосфере. Насыщение поверхностного слоя океана углекислым газом из атмосферы вызвало его закисление. Погиб весь фитопланктон — базовый элемент пищевой цепи в океане. Из-за этого вымерли и другие морские животные.

Похожий эффект домино имел место и в наземных экосистемах. Резкое сокращение растительной массы отрицательно сказалось на выживаемости травоядных. От недостатка пищи в цепочке пострадали и плотоядные. В итоге исчезли все животные весом более 25 килограммов. Крупные представители фауны в наземных экосистемах вновь появились только спустя 15 миллионов лет после катастрофы.

Большинство ученых до сих пор сходились во мнении, что главным фактором наступления глобальной зимы стала сажа от пожаров, охвативших планету. Их свидетельство — тонкий слой углистого материала на границе мела и палеогена — находят по всему земному шару. Не последнюю роль в загрязнении атмосферы могли сыграть и аэрозольные частицы серы, и выбросы вулканического пепла. Геологические данные указывают на то, что в промежутке между 68 и 60 миллионами лет назад резко усилилась вулканическая активность. В это время на территории Индостана появились огромные лавовые поля — деканские траппы.

 Силикатную пыль, образовавшуюся при выбросе измельченных пород основания кратера, в качестве триггера глобального похолодания даже не рассматривали. Считали слишком тяжелой для того, чтобы оставаться в атмосфере долгое время и перемещаться по воздуху на большие расстояния. Однако результаты недавнего исследования говорят об обратном.

Бельгийские геологи под руководством Сема Берка Сенеля из Королевской обсерватории в Брюсселе вместе с коллегами из Нидерландов и США проанализировали состав и размер пылевидных частиц в осадочных отложениях участка Танис на юго-западе штата Северная Дакота в США. Здесь на поверхность выходят породы хорошо изученной формации Хелл-Крик. Возраст наиболее поздних отложений оценивается в 66,043 миллиона лет. Формация известна прежде всего большим количеством скелетов динозавров, беспозвоночных, рыб, рептилий, земноводных и ранних млекопитающих.

Участок Танис, расположенный в трех тысячах километров от кратера Чиксулуб, 66 миллионов лет назад представлял собой излучину реки, чье русло затопили волны цунами, вызванного ударом астероида. Послойная расшифровка комплекса осадочных пород позволила в деталях восстановить изменения, которые происходили в воздушной и водной среде сразу после катастрофического события.

Слои наполнены фрагментами растений, костей животных, обломочным мусором, силикатной пылью и микротектитами — мельчайшими кусочками оплавленного минерального стекла. Материал в отложениях участка Танис хаотично перемешан. Встречаются фрагменты растений, морских и пресноводных рыб, рептилий, перья птиц. При этом жабры рыб часто забиты песком и микротектитами, а обломки занимают вертикальное положение, и они не спрессованы. Это указывает на то, что их принес мощный турбулентный поток, который, очевидно, двигался от океана вверх по руслу древней реки. Высота волны, по оценкам ученых, достигала десяти метров.

Пыль важнее сажи

Прежде всего, авторы исследования установили, что силикатная пыль, образовавшаяся в результате удара Чиксулуба, очень мелкая. Размер ее зерен — от 0,8 до восьми микрометров. Это на один-два порядка меньше толщины человеческого волоса. Такая пыль может оставаться в воздухе до 15 лет и за это время несколько раз обогнуть земной шар. Моделирование показало, что выбросы пыли, наряду с сажей и серой, заблокировали фотосинтез почти на два года и привели к охлаждению поверхности Земли на 15 градусов Цельсия. Причем именно пыль сыграла ключевую роль. 

"Это первый случай, когда палеоклиматическое моделирование указывает на пыль как главный фактор установления двухлетнего периода подавления фотосинтетической активности и 15-20-летней зимы на всей планете", — отмечает доктор Сенель.

По уточненным расчетам, состав черной пелены, окутавшей Землю, примерно такой: 75 процентов — силикатная пыль, 24 — сера и только один процент — сажа. По утверждению ученых, соотношение обусловлено местом, на которое пришелся удар, — береговая часть полуострова Юкатан и часть прибрежной акватории.

Судьба жизни на Земле могла быть совсем другой, если бы астероид упал в другое место. Например, в океан: тогда никакой пыли бы не поднялось, сульфатные аэрозоли быстро развеялись, и экологической катастрофы не произошло. И наоборот, падение в центре одного из континентов было бы еще более губительным для всего живого.

Источник: РИА Новости

Пыль из Сахары охлаждает Иберийский полуостров. К такому выводу пришли ученые из университетов Экстремадуры (Бадахос, Испания) и Эворы (Португалия) в ходе совместного исследования, подробные результаты которого изложены в статье в журнале Atmospheric Research. Вкратце их пересказывает сайт (e) Science News.

Пыль из Сахары охлаждает Иберийский полуостровВ центре внимания ученых оказались два случая в августе 2012 г., когда пыль из Сахары прилетала в соседние районы Испании и Португалии, и оставалась в воздухе несколько дней, удерживаемая установившимся там антициклоном. Говоря научным языком, образовывался аэрозоль — твердые частицы, висящие в воздухе. Оба раза это явление были подробно зарегистрировано расположенными в Бадахосе и Эворе станциями системы AERONET (AErosol RObotic NETwork — «Аэрозольная автоматическая сеть»), принадлежащей NASA.

Оказалось, что в обоих случаях зависшая в воздухе пыль охлаждала расположенную под ней землю. Происходило это потому, что песчинки отражали солнечные лучи и не давали им доходить до земли. Интересно, что второй аэрозоль охладил землю слабее, чем первый, хотя песчинки в ней были крупнее. Так получилось отчасти из-за того, что в первый раз песок в воздухе перемешался с некими частицами, попавшими в атмосферу в результате промышленных выбросов. Отчасти же действовали также и другие факторы.

«Нам нужно было учесть не только смесь песка и частиц выбросов в воздухе, но и рельеф земной поверхности в этом месте, и атмосферное давление, — объяснила Мария-Анхелес Обрегон (Мaria Ángeles Obregón) из университета Экстремадуры, ведущий авторов исследования. — Это не всегда возможно, так как измерения зачастую затруднены из-за облачного покрова и фрагментированы, или данные вообще отсутствуют, так как приборы искажают показания друг друга».

Тем не менее, можно смело утверждать, что песчаные аэрозоли охлаждают те районы Иберийского полуострова, в которые они прилетают. Насколько силен этот эффект, зависит от «состава аэрозоли, размера и свойств входящих в нее частиц», сказали ученые.

Источник: Научная Россия

Ученые впервые вычислили, сколько фосфора содержится в пыли, которая переносится из пустыни Сахара в бассейн Амазонки. Оказывается, что «естественного удобрения», поступающего из Сахары, достаточно для восполнения потерь этого элемента в амазонских лесах.

Пылевая буряК такому выводу пришли специалисты из Центра космических полетов Годдарда (NASA), чья статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

Как известно, глобальный перенос пыли играет важную роль в функционировании экосистем нашей планеты. Особое значение в этом круговороте имеют пылевые облака, которые поднимаются над Сахарой и через Атлантический океан переносятся в Южную Америку. Авторы статьи впервые выяснили, сколько в них содержится фосфора.

Амазонские леса постоянно испытывают дефицит этого элемента. Чтобы проследить за его перемещениями, ученые проанализировали спутниковые снимки за 2007-2013 годы. Одновременно они брали пробы пыли в наземных станциях в Майами, на Барбадосе и во впадине Боделе в восточной части Сахары. Ранее на территории этой впадины существовали обширные озера, после которых остались залежи одноклеточных водорослей - они поднимаются в воздух вместе с пылью и насыщают ее фосфором.

Расчеты показали, что в 27,7 миллионах тонн пыли из Сахары, которая ежегодно оседает в Амазонке, содержится 0,08% фосфора. Это значит, что каждый год амазонские леса получают около 22 тысяч тонн этого элемента – примерно столько же из них вымывается с дождями и наводнениями. При этом количество переносимой пыли варьирует год от года – так, в наиболее «пыльный» 2007 год в Амазонку попало на 86% фосфора больше, чем в наименее «пыльный» 2011-й.

Ученые отмечают, что количество поднимающейся в Сахаре пыли, и, следовательно, количество переносимого фосфора, зависит от погоды в Сахеле – так называются южная зона этой пустыни, где она переходит в районы с более влажным климатом. Когда в Сахеле идут дожди, пылевые облака над Сахарой образуются плохо. Возможно, эта закономерность как-то связана с характером ветров.

Источник: infox.ru

Количество пыли природного происхождения в атмосфере Земли по сравнению с XIX веком удвоилось. Правда, для климата это, по мнению исследователей, только хорошо.

Атмосферная пыль Земли удвоилась Ученые из Австралии, Великобритании и США под руководством профессора Натали Маховальд (Natalie Mahowald) из Корнельского университета решили посмотреть, как менялось количество пыли природного происхождения на Земле в течение последних ста лет.

Для этого они провели анализ ледниковых кернов, озерных отложений и кораллов из разных областей Земли. Данные, которые удалось собрать команде профессора Маховальд, охватили период с 1870 до 2000 года. А география исследований — области Австралии, Южной и Северной Америки, Северной Африки и Центральной Азии. Самым мощным источником пыли оказалась Северная Африка, откуда в ХХ веке по всему миру разлеталось 1367*10¹² граммов в год, а примерно одна четвертая этого количества откладывалась в океане. На втором месте, по данным Маховальд, находится Центральная Азия, а на третьем – Австралия.

Пыль и климат Земли

Как объясняют ученые, присутствие пыли в атмосфере имеет важное значение для климата. Прежде всего пыль сокращает количество солнечной радиации, попадающей на поверхность Земли, и этот процесс в определенной степени может смягчить потепление климата. Частицы пыли также влияют и на образование облаков, а значит и на количество осадков. Ведь облака в атмосфере образуются за счет ядер конденсации. Этими ядрами могут быть ионы или микрочастички пыли, на которых и конденсируется вода. Чем больше ядер конденсации – тем мощнее облака и больше осадков.

По словам ученых, пыль влияет и на процессы в океане. Например, в состав песка пустынь, который активнее всего разлетается по всему миру, входит железо – необходимый питательный элемент для планктона. Модель, которую построили ученые, показала, что то дополнительное количество железа, которое поглотил мировой океан в ХХ веке, привело к бурному развитию планктона. В результате океан стал поглощать на 6% больше диоксида углерода и за это время зафиксировал дополнительно 8 *10¹⁵ граммов углерода.

«Наши расчеты показали, что количество пыли в атмосфере большей части Земли в ХХ веке по сравнению с ХIХ веком стало в два раза больше. Модели говорят о том, что суммарный приход солнечной радиации за этот период сократился на 0,14 ватт на метр квадратный», — пишут авторы исследования.

Более подробно о том, как менялось количество пыли на всем протяжении XX века, можно прочитать в статье профессора Маховальд и ее коллег «Observed 20th century desert dust variability: impact on climate and biogeochemistry», опубликованной в журнале Atmospheric Chemistry and Physics.

Источник: Infox.ru