Krater Chicxulub, Jukatan, Meksyk

Chicxulub krater wielopierscieniowy
Artystyczna wizja krateru wielopierścieniowego Chicxulub, Jukatan, Meksyk. Detlev van Ravenswaay

Ameryka Środkowa, Chicxulub, Jukatan, geologia, krater uderzeniowy, asteroida, kometa, bolid, meteor, wielkie wymierania, zagłada dinozaurów

Chicxulub to słynny krater impaktowy, który obwiniany jest o kres panowania gadów na Ziemi. Chicxulub to jeden z nielicznych znanych i zachowanych kraterów wielopierścieniowych na Ziemi. Krater Chicxulub tylko częściowo znajduje się pod dzisiejszą powierzchnią półwyspu Jukatan. Jego pozostała część jest przykryta całunem wód Zatoki Meksykańskiej. Uderzenie asteroidy Chicxulub jest wiązane z poważnymi zmianami klimatycznymi oraz okresem jednego z wielkich wymierań w dziejach Ziemi.

Chicxulub mapa anomalii grawitacyjnych krateru
Mapa anomalii grawitacyjnych Bouguera w rejonie krateru Chicxulub. Czerwony punkt to nominalna pozycja centrum krateru; zielony oznacza centrum maksymalnego wypiętrzenia płaszcza; niebieski środek pierścienia szczytowego (zdefiniowanego przez pierścieniowy spadek grawitacyjny otaczający centralny szczyt); biały trójkąt to lokalizacja odwiertu Ekspedycji 364. Linia brzegowa zaznaczona białą linią; cenoty i zapadliska białymi kropkami, Kropkowane linie na morzu oznaczają przybliżoną lokalizację wewnętrznej krawędzi krateru i zasięg uskoku zobrazowany przez dane sejsmiczne (Collins et al. 2020) na licencji CC BY 4.0

Zagłada dinozaurów

Pod koniec okresu kredy (145,0 – 66,0 mln lat temu) w teren zajmowany dziś przez półwysep Jukatan uderzyła asteroida o średnicy około 10 km. W wyniku impaktu w północno-zachodniej części dzisiejszego półwyspu powstał krater uderzeniowy Chicxulub o średnicy ok. 200 km, dzisiaj ukryty pod kilometrową warstwą skał osadowych, częściowo pod wodami Zatoki Meksykańskiej. Na powierzchni półwyspu obecność krateru widoczna jest w formie tzw. Pierścienia Cenot, łuku o długości około 240 km z epicentrum w mieście Progreso. Uderzenie asteroidy przypieczętowało kres panowania gadów na Ziemi, zdaniem naukowców stając się jedną z kluczowych przyczyn jednego z pięciu największych wymierań w dziejach naszej planety.

Totalny zasięg rażenia

Materiał skalny, wyrzucony w wyniku uderzenia asteroidy Chicxulub, znajdywany jest w promieniu kolejnych 360 km, nawet w granicach dzisiejszego Belize. Warstwa irydu pochodzącego z asteroidy Chicxulub jest natomiast obecna wszędzie na Ziemi. Jest to jedyny geologiczny marker widoczny w skali całej planety, który pozwala korelować wydarzenia w geologicznej skali czasu (na Ziemi iryd jest pierwiastkiem niesłychanie rzadkim).

Warstwa irydu, która powstała w wyniku uderzenia asteroidy Chicxulub zalega na granicy skał pochodzących z paleogenu i kredy (K/Pg). Granica ta była kiedyś oznaczana K/T, jednak Międzynarodowa Komisja Stratygrafii (International Commision on Statigraphy) w 2008 roku zaleciła zaprzestanie wyodrębniania w badaniach dziejów Ziemi okresu znanego wcześniej jako trzeciorzęd.

Warstwie irydu na granicy K/Pg towarzyszy kwarc szokowy – zdeformowany w wyniku uderzenia wzdłuż linii, które nazywamy lamelami oraz tektyty – bryłki naturalnego szkliwa, które powstało w wyniku wyrzucenia materiału skalnego w przestrzeń kosmiczną, a następnie jego stopieniu podczas ponownego przejścia przez atmosferę.

W anomalii irydowej występuje zaskakująco dużo pyłu, co sugeruje, że impaktowi towarzyszyły rozległe pożary lasów. Z dinozaurów przetrwały jedynie te, które potrafiły latać i nie mieszkały na drzewach – dzisiaj ich potomków nazywamy ptakami. Podobną selekcję przeszły gady, insekty i małe ssaki, z których później wyewoluowała rasa ludzka.

Alternatywne obozy zagłady

Alternatywą dla meteoru Chicxulub, jako przyczyny wielkiego wymierania na granicy kredy i paleogenu są trapy Dekanu w Indiach. Ten geologiczny dowód gigantycznych erupcji wulkanicznych pod koniec kredy sięga na ponad 3 km w głąb i pokrywa obszar 500 000 km2. Spór naukowców w tym temacie ciągnie się od około 30 lat, a zespołowi dekańskiemu przewodzi Gerta Keller, która uważa, że to wulkany były główną przyczyną zmian klimatycznych, które spowodowały piąte wielkie wymieranie. Geologicznym dowodom trudno jest zaprzeczać – oba zdarzenia niewątpliwie miały miejsce i żadne z nich nie wyklucza drugiego. Ktokolwiek wygra, losu nieszczęsnych nieptasich dinozaurów już to na pewno nie odmieni…

Chicxulub – kometa i krater wielopierścieniowy

Krater Chicxlulub ma 300 km średnicy i 20 km głębokości. Jego najbardziej wyraźną cechą jest pierścień o średnicy 150 km i magnetyczne anomalie. Obecne badania pozwalają określić, że asteroida nadleciała z północnego-wschodu i uderzyła w Jukatan pod kątem 45-60°. Astroida Chicxulub była najprawdopodobniej kometą długookresową, składającą się w dużej mierze z lodu, wodorowęglanów i chondrytów – meteorów kamiennych zawierające okrągłe ziarna piroksenów i oliwinów. Uderzenie miało energię między 400 000 000 a 4 000 000 000 megaton.

chicxulub krater scenariusz impaktu
Przykładowy scenariusz uderzenia bolidu o średnicy 17 km, gęstości 2630 kg m3 i prędkości 12 km/s. Ewolucja krateru do 5 min po uderzeniu. Przekroje przez symulację numeryczną wzdłuż płaszczyzny trajektorii, z x=0 zdefiniowane w centrum krateru (mierzone na poziomie sprzed uderzenia; z=0 ); kierunek uderzenia jest od prawej do lewej. Górne 3 km celu przed uderzeniem, odpowiadające średniej grubości skał osadowych w Chicxulub są śledzone przez cząstki znacznika (piaskowo-brązowe). Odkształcenia w skorupie ziemskiej (średni szary) i górnym płaszczu (ciemnoszary) są przedstawione za pomocą siatki cząstek znacznika (czarny). Cząsteczki znacznika w materiale pierścienia szczytowego są podświetlone na podstawie zarejestrowanego szczytowego ciśnienia uderzeniowego (biało-niebieska skala kolorów); stopiony materiał docelowy (>60 GPa) jest podświetlony na czerwono (Collins et al. 2020) na licencji CC BY 4.0

Kratery wielopierścieniowe to największe znane struktury pouderzeniowe. Mają one od kilkuset do nawet kilku tysięcy kilometrów średnicy. W przeciwieństwie do kraterów prostych i złożonych struktury te mają wygląd wzajemnie okalających się pierścieni. Na Ziemi są one słabo widoczne i szybko ulegają erozji w geologicznej skali czasu. W Układzie Słonecznym widać ich sporo. Jeden z najsłynniejszych to Valhalla na powierzchni Callisto, jednego z księżyców Jowisza.

Tsunami

Innym z negatywnym efektów impaktu asteroidy Chicxulub, oprócz wyrzucenia do atmosfery ton pyłu i trujących gazów oraz pożarów globalnych spowodowanych ponownym wejściem wyrzuconego materiału do atmosfery, było olbrzymie tsunami. W ciągu 24 godzin przemierzyło on Atlantyk, a w ciągu 48 godzin Indopacyfik, docierając do wybrzeży ówczesnej Azji, Australii i Afryki. Przez północny Atlantyk i południowy Pacyfik przeszła wtedy z prędkością metra na sekundę fala o wysokości 10 m.

Chicxulub tsunami
a) Maksymalne wysokości perturbacji powierzchni morza w trakcie tsunami (b) Maksymalna prędkość przepływu. Kontury pokazane dla każdego metra amplitudy (nasycenie na 1000 cm) i co 20 cm/s prędkości. Kontury współczesnych kontynentów są pokazane jako szare linie (Range et al. 2022) na licencji CC BY 4.0
Symulacja komputerowa tsunami po impakcie asteroidy Chicxulub tsunami, przy pozycjach i kształcie kontynentów 66 mln lat temu
(Range et al. 2022) na licencji CC BY 4.0

Krater Chicxulub – drugie miejsce na podium

Krater Chicxulub, nie jest największym znanym kraterem uderzeniowym na naszej planecie. Pierwsze miejsce na podium piastuje obecnie wielopierścieniowy krater Vredefort w południowej Afryce. Vredefort jest pamiątką po uderzeniu w Ziemię bolidu o średnicy 20-25 km, jakie miało miejsce 2,023 miliarda lat temu (±4 miliony lat), w orosirze, jednym z okresów paleoproterozoiku. Szacuje się, że asteroida Vredefort uderzyła w Ziemię z prędkością 15.000-25.000 m/s, prostopadle do powierzchni planety. W wyniku uderzenia powstał krater o średnicy 300 km, jednak jego jedyną dziś widoczną na powierzchni pozostałością jest 70 km pierścień wzgórz Vredefort Dome.

Vredefort jest jednym z najstarszych rozpoznawanych kraterów uderzeniowych na Ziemi. Spośród oficjalnie uznawanych przez naukę, starszy od niego o jakieś 200 mln lat może być krater Yarrabubba w Australii. Nadal trwają naukowe dyskusje na temat przypominających kratery uderzeniowe struktur: Dhala w Indiach, Maniitsoq na Grenlandii i Suavjärvi w okupowanej części niegdyś fińskiej Karelii.

Zawikłana historia odkrycia krateru Chicxulub i kres panowania gadów na Ziemi

W poszukiwaniu nafty…

Krater Chicxulub odkryli w 1978 r. geolodzy praktycy: Antonio Camargo-Zanoguera i Glen Penfield, którzy poszukiwali na dnie Zatoki Meksykańskiej złóż ropy naftowej. Pemex odrzucił ich wnioski i nakazał utajnienie części danych, ale zgodził się na zaprezentowanie podstawowych informacji na konferencji Society of Exploration Geophysicists w 1981 r. Bez rezultatu ponieważ, podobnie jak to było w przypadku krateru Barringera, naukowcy skłonni są raczej traktować poważnie wyłącznie osoby ze swojego środowiska… (Daniel Barringer ogłosił w 1906 r., że pochodzący sprzed 49 tys. lat i mający 1,5 km średnicy krater w Arizonie, jest efektem uderzenia meteorytu. Świat nauki do koncepcji Barringera przekonały nieco pierwsze testy bomb atomowych, jednak impaktowe pochodzenie obiektu potwierdził ostatecznie dopiero Eugene Shoemaker w 1960 r., znajdując pouderzeniowy kwarc szokowy).

Wielkie wymierania w historii Ziemi

Jako pierwszy koncepcję wielkich wymierań sformułował w 1813 r. francuski twórca rasizmu baron Georges Cuvier, który zwrócił uwagę, że kości mastodontów znajdowane na kontynencie Ameryki Północnej muszą pochodzić od wymarłych gatunków nie zaś dzisiejszych słoni. XIX-wieczni geolodzy wkrótce zwrócili uwagę na masowe przerwy w zapisie kopalnym, które zwolennicy katastrofizmu w geologii nazwali wielkimi wymieraniami. Dwóch największych spośród użył w 1841 r. John Phillips do podziału geologicznej historii planety na paleozoik, mezozoik i kenozoik. W II poł. XX w. Albert Oppel wpadł na kontrowersyjny pomysł, że wielkie wymierania mogły być powodowane czynnikami pozaziemskimi, nie zaś powolnymi zmianami klimatu.

W poszukiwaniu bolidu…

Dwa lata po odkryciu krateru Chicxulub przez geologów-praktyków, w 1980 r. Walter Alvarez i jego ojciec Luis Walter Alvarez, geolodzy-teoretycy, ogłosili potrzebę znalezienia krateru uderzeniowego, który mógł odpowiadać za zagładę dinozaurów. Ślady takiego uderzenia zaobserwowali oni na granicy paleogenu i kredy we Włoszech, w Danii i na Nowej Zelandii. Poszukiwali krateru o średnicy około 200 km, spowodowanego uderzeniem bolidu o średnicy 10 ±4 km. Penfield, po przeczytaniu artykułu, napisał podobno do Alvarezów, jednak nie dostał odpowiedzi…

Chicxulub – zemsta po latach

Rewolucyjny artykuł Alvarezów z 1980 r stworzył nowy paradygmat w geologii. Ścieżki geologów teoretyków i geologów praktyków jednak splatały się rzadko. Oba kratery, poszukiwany i znaleziony powiązał z sobą w jeden dopiero Alan Hildebrand w 1991 r., dzięki informacji od Carlosa Byarsa – dziennikarza, który 10 lat wcześniej opublikował artykuł, opisujący zignorowane przez naukę odkrycie Penfielda i Camarrgo. Choć miejscowością najbliższą epicentrum krateru jest raczej Progreso, Glen Penfield, w podziękowaniu za wcześniejszy ostracyzm środowiska naukowego, wybrał nazwę miejscowości Chicxulub, jako trudniejszą do wymówienia dla tych, którzy przez dekadę ignorowali jego odkrycie.

Chicxulub 3D map
Mapa 3D anomalii grawitacyjnych krateru Chicxulub. Obecna linia brzegowa półwyspu Jukatan przecinałaby obraz mniej więcej w połowie.
Virgil L. Sharpton, University of Alaska, Fairbanks

Krater Chicxulub to zaledwie jedna z licznych zagadek w geologicznej przeszłości naszej planety. Obecnie znamy na Ziemi jedynie 200 kraterów uderzeniowych. Pozostałe nie dotrwały do naszych czasów, albo wciąż jeszcze czekają na swoje odkrycie. W Polsce grupa kilku kraterów uderzeniowych o średnicach od 20 do 100 m i w wieku 5 tys. lat znajduje się w Morasku na obrzeżach Poznania. W maaya t’aan, języku Majów północnego Jukatanu ch’ik xulub to demoniczna pchła 😉

Wsparcie portalu Mezoameryka

Jeśli uznasz powyższe informacje za interesujące, rozważ wsparcie portalu Mezoameryka. Wierząc w powszechny i darmowy dostęp do wiedzy przez dwa lata utrzymywałem portal własnym sumptem, publikując w tym czasie ponad 130 artykułów popularnonaukowych. Z roku na rok koszty techniczne rosną i obecnie jest to już prawie 1200 zł. Dlatego zorganizowałem zbiórkę pod adresem: zrzutka.pl/tp8bu6 i zachęcam do nawet najdrobniejszych wpłat. Wspierajmy polską naukę

Chichen Itza
Kwesta na utrzymanie techniczne portalu archeologia.edu.pl
Przemek Trześniowski

© Przemek A. Trześniowski | archeologia.edu.pl

Bibliografia:

Alvarez, Luis W., Walter Alvarez, Frank Asaro, Helen V. Michel (1980) Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction, „Science” 208, s. 1095-1108

Brachaniec Tomasz; Zbigniew Tymiński; Adam Broszkiewicz (2014) Powstawanie kraterów impaktowych i ich rodzaje, „Acta Societatis Metheoriticae Polonorum – Rocznik Polskiego Towarzystwa Meteorytowego” 5, s. 30-46

Bralower, Timothy J.; Charles K. Paull; R. Mark Leckie (1998) The Cretaceous-Tertiary boundary cocktail: Chicxulub impact triggers margin collapse and extensive sediment gravity flows, „Geology”  26 (4), s. 331-334 https://doi.org/10.1130/0091-7613(1998)026<0331:TCTBCC>2.3.CO;2

Collins, G. S.; Patel, N.; Davison, T. M.; et al. (2020) A steeply-inclined trajectory for the Chicxulub impact, „Nature Communications” 11 (1480) doi:10.1038/s41467-020-15269-xS2CID 218898524

Elvis, Martin (2022) Asteroidy: Jak miłość, strach i chciwość zadecydują o naszej przyszłości w kosmosie, Copernicus Center Press

Hildebrand, Alan R.; Glen T. Penfield; David A. Kring; Mark Pikington; Antonio Z. Camargo; Stein B. Jacobsen; William V. Boynton (1991) Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatan Peninsula, Mexico. „Geology” 19, s. 867-871

Keller, Greta; Mateo, P., Monkenbusch, J., Thibault, N., Punekar, J., Spangenberg, J. E., Abramovich, S., Ashckenazi-Polivoda, S., Schoene, B., Eddy, M. P., Samperton, K. M., Khadri, S. F. R., Adatte, T., (2020) Mercury linked to Deccan Traps volcanism, climate change and the end-Cretaceous mass extinction, „Global and Planetary Change” (Invited research article) 194(2020)103312, pp. 1-17. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2020.103312

Kring, David A.; Sonia M. Tikoo, Martin Schmieder et alia (2020) Probing the hydrothermal system of the Chicxulub impact crater, „Science Advances” 6, eaaz3053(2020) doi: 10.1126/sciadv.aaz3053

Molly M. Range, Brian K. Arbic, Brandon C. Johnson, Theodore C. Moore, Vasily Titov, Alistair J. Adcroft, Joseph K. Ansong, Christopher J. Hollis, Jeroen Ritsema, Christopher R. Scotese, He Wang (2022) The Chicxulub Impact Produced a Powerful Global Tsunami, AGU Advances https://doi.org/10.1029/2021AV000627

Normark Johan (2016) The Chicxulub impact and its different hydrogeological effects on Prehispanic and Colonial settlement in the Yucatan Peninsula, Wiley Interdisciplinary Reviews, https://doi.org/10.1002/wat2.1170

Renne, Paul R.; Alan L. Deino, Frederik J. Hilgen, Klaudia F. Kuiper, Darren F. Mark, William S. Mitchell III, Leah E. Morgan, Roland Mundil, Jan Smit (2013) Time Scales of Critical Events Around the Cretaceous-Paleogene Boundary. „Science” 339 (6120), s. 684–687

Urrutia-Fucugauchi, Jaime; Antonio Camargo-Zanoguera; Ligia Pérez-Cruz; Guillermo Pérez-Cruz (2011) The Chicxulub multi-ring impact crater, Yucatan carbonate platform, Gulf of Mexico, „Geofísica Internacional” 50 (1), s. 99-127

Schoene, Blair; Michael P. Eddy, Kyle M. Samperton, C. Brenhin Keller, Gerta Keller, Thierry Adatte, Syed F.R. Khadri (2019) U-Pb constraints on pulsed eruption of the Deccan Traps across the end-Cretaceous mass extinction, „Science” (363), pp. 862-866.

Sharpton, Virgil; Luis E. Marin (2006) The Cretaceous-Tertiary Impact Crater and the Cosmic Projectile That Produced It, „Annals of the New York Academy of Sciences” 822, s. 353-380 https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1997.tb48351.x

Sprain, C. J.; Renne, P. R.; Wilson, G. P.; Clemens, W. A. (March 1, 2015) High-resolution chronostratigraphy of the terrestrial Cretaceous-Paleogene transition and recovery interval in the Hell Creek region, Montana „Geological Society of America Bulletin” 127 (3–4), s 393-409

Ward, Peter Douglas (2009) The Medea Hypothesis: Is Life on Earth Ultimately Self-Destructive? Princeton University Press

Ward, Peter Douglas (2007) Under a Green Sky: Global Warming, the Mass Extinctions of the Past, and What They Can Tell Us About Our Future, Harper Collins

Ward, Peter Douglas (1995) Kres ewolucji. Dinozaury, wielkie wymierania i bioróżnorodność, Prószyński i S-ka

Ward, Peter Douglas (1992) On Methuselah’s Trail Living Fossils and the Great Extinctions, W. H. Freeman & Company

Weinreb, David B. (2002) Catastrophic Events in the History of Life: Toward a New Understanding of Mass Extinctions in the Fossil Record – Part I, Journal of Young Investigators

Winemiller, Terrence L. (2007) The Chicxulub Meteor Impact and Ancient Locational Decisions on the Yucatan Peninsula, Mexico: The Application of Remote Sensing: GIS, and GPS in Settlement Pattern Studies,

7 komentarzy

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *