تأثير قتل الديناصورات قام بعمله القذر بالغبار – آرس تكنيكا

تلعب ألغاز Whodunit الكلاسيكية دورًا حيث ينتهي الأمر بكل شخصية بأن تكون مشتبهًا به في جريمة قتل. وكذلك حدث انقراض الديناصورات غير الطيور. أنتج تأثير تشيككسولوب وعواقبه عددًا كبيرًا من المشتبه بهم الخطرين. من؟ كرة نارية عملاقة وتسونامي هائل؟ تقلبات برية في المناخ؟ حرائق الغابات العالمية؟ السماء المظلمة التي توقف عملية التمثيل الضوئي؟ كل ما ورداعلاه؟

وقد أدت نمذجة هذه التأثيرات، إلى جانب البيانات المتعلقة بنمط الانقراض، إلى مجموعة متنوعة من المفاهيم التي أثبتت أنها حاسمة في انقراض العديد من الأنواع. وفي نظرة حديثة على انقراض نهاية العصر الطباشيري، قام فريق من العلماء المقيمين في بروكسل بإعادة فحص الرواسب التي تشكلت بعد الاصطدام، ووجدوا أن معظم الحطام جاء من الغبار الناعم. وعندما يتم إضافة هذا الغبار إلى النماذج المناخية، تنخفض درجات الحرارة العالمية بما يصل إلى 25 درجة مئوية، وتتوقف عملية التمثيل الضوئي لمدة عامين تقريبًا.

من تراب إلى تراب

لقد حدث الكثير في الغلاف الجوي في السنوات التي تلت الاصطدام. يعود الحطام الناتج عن الاصطدام إلى الغلاف الجوي للأرض، ويحترق في هذه العملية إلى جزيئات صخرية دقيقة وغنية بالكبريت. وكان من الممكن أن تتسبب الحرارة الناتجة عن هذه العملية في حرائق غابات ضخمة، مما يضيف الكثير من الحرارة إلى المزيج. وقد اختلطت جميعها بالحطام الناتج عن الاصطدام الذي استقر في الغلاف الجوي.

وأدى ذلك إلى ظهور فكرة “الشتاء القاسي”، حيث يصل القليل من ضوء الشمس إلى الأرض، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في درجة الحرارة وربما توقف عملية التمثيل الضوئي. تم إلقاء اللوم على ثلاثة مكونات رئيسية للغبار الجوي – السخام، والحطام الصخري، والجسيمات الغنية بالكبريت – لكن النمذجة أثارت تساؤلات حول ما إذا كان هناك ما يكفي منها للتأثير على فصل الشتاء.

للحصول على فكرة أفضل عما يحدث، قام الباحثون الذين قاموا بهذه الورقة الجديدة بإعادة فحص الرواسب في موقع يسمى تانيس في داكوتا الشمالية، حيث وصل حطام التسونامي إلى الشاطئ مباشرة بعد تأثيره. أيضًا: من الممكن أن تصل بلورات الكوارتز المصدومة مباشرةً إلى الموقع من الارتطام خلال ساعات. وفوق كل هذه الطبقات توجد طبقات من الغبار الغني بالإيريديوم، يتكون معظمها من مادة السيليكات التي انفجرت من موقع الاصطدام واستقرت تدريجيًا خلال السنوات القليلة التالية.

وقام الباحثون بمسح هذه الطبقة باستخدام جهاز تصوير حيود الليزر، مما سمح لهم بتقدير حجم جزيئات الغبار التي تشكل هذه الرواسب. وتبين أن متوسط ​​حجم الجسيمات أصغر بكثير مما افترضت معظم الأبحاث أنه نتج عن التأثير. يمكن أن تؤثر هذه الكمية الصغيرة على مدة بقاء الغبار في الغلاف الجوي، وكذلك كيفية تفاعله مع ضوء الشمس.

ولفهم كيفية تأثيره على الأحداث التي تعقب تأثير سيغيسموند، قام الباحثون بربطه بنموذج المناخ العالمي.

البرد العظيم

يسمح الباحثون للنموذج بالوصول إلى حالة مستقرة للتكوين القاري في أواخر العصر الطباشيري وتكوين الغلاف الجوي. اعتمادًا على الموسم، أنتج هذا درجة حرارة عالمية تتراوح بين 15 درجة إلى 19 درجة مئوية. ثم قاموا بحقن عدة مواد في ذلك الغلاف الجوي، بناءً على تقديرات تم إجراؤها في مكان آخر: 10¹⁸ غبار سيليكات جرام، 10¹⁶ بدلة غرام و 10¹⁷ جرام ثاني أكسيد الكبريت. كما قاموا بإجراء عمليات محاكاة لمقارنة كل من حطام الارتطام بشكل فردي.

وكانت النتائج مثيرة. شهدت أشد حالات النموذج المناخي تطرفًا انخفاض درجات الحرارة إلى 25 درجة مئوية. وكانت الظروف “قاسية” لمدة خمس سنوات على الأقل، وكانت درجات الحرارة عمومًا أقل من ظروف ما قبل الاصطدام لمدة 20 عامًا تقريبًا.

يتمتع كل نوع من المواد بنصف عمر فريد في الغلاف الجوي ويتفاعل مع الضوء بطرق مختلفة، مثل ضوء الشمس الوارد والأشعة تحت الحمراء التي تنتقل من الأرض إلى الفضاء. ونتيجة لذلك، فإن تأثير مزيجها يختلف عن تأثير أي نوع واحد من الجسيمات في الغلاف الجوي. الغبار الناعم المستخدم في هذا العمل متواجد في الغلاف الجوي بمرتين مقارنة بالغبار الخشن الذي تمت دراسته في النماذج السابقة.

وبالإضافة إلى التغير الجذري في المناخ، يقدر الباحثون أن الأمر سيستغرق أقل من أسبوعين حتى يتوقف تأثير عملية التمثيل الضوئي على مستوى العالم. وسيتوقف عالميًا لمدة 1.7 عام على الأقل عندما يعود جزء من فصل الصيف في نصف الكرة الجنوبي. (وهذا مشابه لمدى شدة الانقراضات في نصف الكرة الشمالي.) تم قمع عملية التمثيل الضوئي لمدة تصل إلى أربع سنوات بعد الاصطدام.

تساعد النتائج في توضيح سبب صعوبة حل الجرائم العلمية. لم يستغرق الأمر سوى تغيير بسيط في كمية الجسيمات التي اندلعت عالياً في تشيككسولوب لتغيير ديناميكيات المناخ بشكل كبير على مدى السنوات التالية. نأمل، بمرور الوقت، أن تساعدنا البيانات من المواقع الأخرى في فرز الأحداث المعقدة التي أعقبت التأثير.

علوم الأرض الطبيعية، 2023. DOI: 10.1038/s41561-023-01290-4 (حول معرفات الهوية الرقمية).