灭绝了恐龙的小行星以“最致命的可能”角度撞击了地球

原始艺术品描绘了小行星撞击当今墨西哥的那一刻。

伦敦帝国理工学院的新模拟显示，注定恐龙以“最致命的可能”角度撞击地球的小行星。

模拟表明，小行星以大约60度的角度撞击地球，从而最大程度地增加了进入高层大气的气候变化气体的排放量。

“这是影响杀伤力的最坏情况之一，因为它会将更多的危险碎片放到高层大气中，并散布到各处，这正是导致核冬天的原因。”— Gareth Collins教授地球科学与工程系

这种罢工很可能释放出数十亿吨硫，从而阻挡了阳光并引发了核冬天，在6600万年前，这种冬天杀死了恐龙和地球上75％的生命。

这些新模型是结合3D数值撞击模拟和撞击地点的地球物理数据而得出的，是有史以来第一个完全3D模拟，可以重现整个事件-从最初的撞击到最终的陨石坑，即现在的Chicxulub ，成立了。

帝国理工学院地球科学与工程系首席研究员Gareth Collins教授说：“对于恐龙来说，最坏的情况就是发生的情况。小行星撞击向大气释放了数量惊人的气候变化气体，引发了一系列事件，导致恐龙灭绝。它可能以最致命的角度之一撞击，这可能会使情况更糟。

“我们的模拟提供了令人信服的证据，表明该小行星以陡峭的角度（可能比地平线高60度）撞击，并从东北方向接近了它的目标。我们知道，这是影响杀伤力的最坏情况之一，因为它会将更多危险碎片放到高层大气中，然后散布到各处，这正是导致核冬天的原因。”

结果在科学与技术设施委员会（STFC）的DiRAC High Performance Computing上进行了模拟，该模拟使用了直径为17 km的小行星，密度为2630 kgm3，速度为12 km / s。设施。

重力图显示了Chicxulub陨石坑的不对称性，反映了小行星的撞击角度。

在当今的墨西哥，Chicxulub火山口周围的地球上层含有大量的水，以及多孔的碳酸盐岩和蒸发岩。当这些岩石受热并受到撞击的干扰时，它们会分解，将大量的二氧化碳，硫磺和水蒸气散发到大气中。

硫会迅速形成气溶胶，这特别有害，因为它们会阻挡阳光，阻止植物的光合作用并迅速冷却气候。这最终导致了大规模灭绝事件，该事件导致地球上75％的生命丧生。

“像Chicxulub这样的大陨石坑在几分钟之内就形成了，并在陨石坑下面引起了岩石的壮观反弹。”— Thomas Davison博士地球科学与工程系

帝国理工学院，弗莱堡大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员团队使用地球物理数据检查了陨石坑的形状和地下结构，并将其纳入有助于诊断撞击角度和方向的模拟中。他们的分析还受到最近钻入200公里宽的火山口的结果的启发，该火山口带来了岩石，岩石上含有撞击产生的极端力的证据。

峰值性能

诊断撞击角度和方向的关键在于火山口的中心，峰环的中心（在火山口边缘内部由严重裂隙的岩石组成的山环）与密集的隆起的地幔岩石的中心之间的关系。火山口下方30公里。

在Chicxulub，这些中心沿西南-东北方向排列，火山口中心位于峰环和地幔隆升中心之间。团队在60度角下进行的3D Chicxulub陨石坑模拟几乎完全再现了这些观察结果。

这些模拟以前所未有的细节重建了陨石坑的形成，并为我们提供了有关地球上最大陨石坑如何形成的更多线索。以前对Chicxulub撞击的完整3D模拟仅涵盖了撞击的早期阶段，包括在地壳中产生一个深碗形孔（称为瞬时陨石坑）以及将岩石，水和沉积物排入大气。

这些模拟是第一个在火山口形成过程中继续超过此中间点的模拟，并再现了火山口形成过程的最后阶段，在该阶段中，瞬变的火山口坍塌而形成了最终结构（请参见视频）。这使研究人员可以对3D Chicxulub陨石坑模拟与地球物理数据揭示的陨石坑的当前结构进行首次比较。

弗莱堡大学的合著者Auriol Rae博士说：“尽管被埋在将近一公里的沉积岩下，但值得注意的是，地球物理数据揭示了陨石坑结构的太多信息，足以描述撞击的方向和角度。”

研究人员说，尽管这项研究为我们提供了有关恐龙灭绝影响的重要见解，但它也有助于我们了解其他行星上的大型陨石坑是如何形成的。

也是帝国大学地球科学与工程系的合著者Thomas Davison博士说：“像Chicxulub之类的大陨石坑在几分钟内就形成了，并在陨石坑下面引人注目的岩石反弹。我们的发现可能有助于加深我们对这种反弹如何用于诊断小行星撞击细节的理解。”

参考：GS Collins，N。Patel，TM Davison，ASP Rae，JV Morgan，SPS Gulick，IODP-ICDP Expedition 364科学党和第三方科学家的“陡峭的倾斜轨迹”，自然通讯，2020年5月26日，自然通讯.DOI：
10.1038 / s41467-020-15269-x

这项工作得到了国际海洋发现计划（IODP），国际大陆科学钻探计划（ICDP），（STFC）DiRAC高性能计算设施和自然环境研究委员会的支持。