Dopo che il massiccio asteroide colpì 66 milioni di anni fa - una volta che i terremoti, gli tsunami e gli incendi si estinsero - la Terra gli abitanti rimanenti sarebbero stati lasciati aggrappati alla vita mentre il pianeta veniva gettato nell'oscurità, secondo il nuovo ricerca.
I modelli al computer mostrano che questa oscurità sarebbe durata due anni sbalorditivi, durante i quali ci sarebbe stata la fotosintesi impossibile, le temperature sarebbero crollate e la vita marina sarebbe morta quando un ciclo chiave nella catena alimentare sarebbe stato cancellato fuori.
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Questo non solo suggerisce perché così tante creature sono scomparse durante l'estinzione del K-Pg del periodo Cretaceo-Paleogene, ma spiega anche in qualche modo come sia sopravvissuta una piccola minoranza.
Alla fine del periodo Cretaceo, gli scienziati hanno precedentemente stimato che più di tre quarti di tutte le specie sopra La Terra, inclusi tutti i dinosauri non aviari, scomparve nello stesso momento in cui un grande asteroide colpì in quello che oggi è lo Yucatán Penisola.
La collisione avrebbe innescato terremoti, tsunami ed eruzioni vulcaniche, e si ritiene che lo abbia fatto ha lanciato roccia vaporizzata e fuliggine in alto sopra la superficie terrestre, dove si è condensata in particelle note come sferule. Quando queste sferule ricadessero sulla Terra, sarebbero state riscaldate dall'attrito e avrebbero causato incendi globali che avrebbero arrostito la superficie terrestre.
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L'ultima ricerca riprende da dove questa storia si era interrotta.
"L'estinzione di molti dei grandi animali sulla terra potrebbe essere stata causata dalle conseguenze immediate dell'impatto, ma gli animali che vivevano negli oceani o quelli che potrebbe scavare sottoterra o scivolare temporaneamente sott'acqua potrebbe essere sopravvissuto ", ha affermato l'autore principale Charles Bardeen del National Center for Atmospheric Research (NCAR). “Il nostro studio riprende la storia dopo gli effetti iniziali – dopo i terremoti, gli tsunami e la cottura alla griglia. Volevamo esaminare le conseguenze a lungo termine della quantità di fuliggine che pensiamo sia stata creata e cosa avrebbero potuto significare queste conseguenze per gli animali che erano rimasti".
In studi precedenti, i ricercatori hanno stimato la quantità di fuliggine prodotta dagli incendi globali all'indomani dell'evento di estinzione misurando i depositi nelle rocce. Bardeen e i suoi colleghi Rolando Garcia, Andrew Conley e Owen Brian Toon dell'Università del Colorado Boulder hanno usato il Community Earth System Model (CESM) basato su NCAR per simulare invece l'effetto della fuliggine sul clima globale in corso inoltrare.
L'impatto sulla superficie terrestre
I ricercatori hanno utilizzato le stime più recenti della quantità di fuliggine fine trovata nello strato di roccia rimasto dopo l'impatto (15.000 milioni di tonnellate), oltre a quantità maggiori e minori, per quantificare la sensibilità del clima a fenomeni più o meno estesi incendi.
Nelle loro simulazioni, la fuliggine riscaldata dal sole alla fine ha formato una barriera che ha impedito alla stragrande maggioranza della luce solare di raggiungere la superficie terrestre. "All'inizio sarebbe stato buio come una notte di luna", ha detto Toon.
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Durante questo periodo, non ci sarebbe stata abbastanza luce solare per la fotosintesi per più di un anno e mezzo. La maggior parte delle piante sulla terraferma sarebbe stata incenerita negli incendi, quindi tutte quelle sopravvissute, così come il fitoplancton negli oceani, avrebbero lottato per sopravvivere in queste dure condizioni. La perdita di questi minuscoli organismi avrebbe avuto un effetto a catena attraverso l'oceano, devastando alla fine molte specie di vita marina.
Questa perdita simulata di luce solare avrebbe inoltre portato a un forte calo delle temperature medie sulla superficie terrestre, con un calo di 28°C (50°C) via terra e 11°C (20°C) sopra gli oceani. Inoltre, questi risultati si sarebbero ancora applicati anche alle stime più basse dei livelli di fuliggine, circa 5.000 milioni di tonnellate. Questi livelli avrebbero bloccato la fotosintesi per almeno un anno.
L'impatto sull'atmosfera terrestre
Al di là della Terra, mentre la temperatura superficiale del nostro pianeta scendeva, l'atmosfera più in alto nella stratosfera si sarebbe riscaldata mentre la fuliggine assorbiva la luce dal sole. Queste temperature più calde distruggono l'ozono, provocando l'immagazzinamento di grandi quantità di vapore acqueo atmosfera superiore, che ha reagito nella stratosfera per produrre composti di idrogeno e alimentare la distruzione ulteriore. Una perdita di ozono avrebbe permesso a dosi dannose di luce ultravioletta di raggiungere la superficie terrestre dopo che la fuliggine si era dissolta.
Con sorpresa degli scienziati, questo vapore acqueo ha invece aiutato la situazione rimuovendo la fuliggine dall'atmosfera. Quando la fuliggine ha cominciato a depositarsi fuori dalla stratosfera, l'aria ha cominciato a raffreddarsi. Questo raffreddamento, a sua volta, ha fatto condensare il vapore acqueo in particelle di ghiaccio, che hanno lavato via ancora più fuliggine dall'atmosfera. Come risultato di questo circolo vizioso, lo strato di fuliggine assottigliato è scomparso in pochi mesi.
Lo scenario “inverno nucleare”.
Ci sono limitazioni a questi risultati, però. Mentre gli scienziati ritengono che il loro studio fornisca un quadro affidabile di come le grandi iniezioni di fuliggine nell'atmosfera possano influenzare il clima, le simulazioni sono state eseguite in un modello della Terra moderna.
Questo modello non rappresenta accuratamente l'aspetto della Terra durante il periodo Cretaceo, quando i continenti si trovavano in posizioni leggermente diverse. L'atmosfera 66 milioni di anni fa conteneva anche diverse concentrazioni di gas, inclusi livelli più elevati di anidride carbonica.
Inoltre, le simulazioni non hanno cercato di tenere conto delle eruzioni vulcaniche o dello zolfo rilasciato dalla crosta terrestre al sito dell'impatto dell'asteroide, che avrebbe provocato un aumento degli aerosol di solfato che riflettono la luce nel atmosfera.
"Una collisione di asteroidi è una perturbazione molto grande, non qualcosa che normalmente vedresti quando modelli scenari climatici futuri", ha detto Bardeen. "Quindi il modello non è stato progettato per gestire questo e, man mano che procedevamo, abbiamo dovuto adattare il modello in modo che potesse gestire alcuni degli impatti dell'evento, come il riscaldamento della stratosfera di oltre 200°C".
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Detto questo, questi risultati potrebbero essere utili agli scienziati durante la modellazione di uno scenario di "inverno nucleare". Come gli incendi globali milioni di anni fa, l'esplosione di armi nucleari potrebbe allo stesso modo iniettare grandi quantità di fuliggine nell'atmosfera, il che potrebbe portare a un temporaneo raffreddamento globale.
"La quantità di fuliggine creata dalla guerra nucleare sarebbe molto inferiore a quella che abbiamo visto durante l'estinzione del K-Pg", ha detto Bardeen. "Ma la fuliggine altererebbe comunque il clima in modi simili, raffreddando la superficie e riscaldando l'alta atmosfera, con effetti potenzialmente devastanti".
Questi nuovi dettagli su come il clima potrebbe essere cambiato radicalmente in seguito all'impatto di un asteroide largo 10 km sono stati pubblicati nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze. Lo studio è stato condotto con il supporto della NASA e dell'Università del Colorado Boulder.
