Các nhà khoa học tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ và Đại học Chicago đã giải thích làm thế nào một dư lượng bao quanh toàn cầu hình thành trong hậu quả của tác động của tiểu hành tinh gây ra sự tuyệt chủng của khủng long. Nghiên cứu, sẽ được công bố trên tạp chí Geology số tháng 4, đã vẽ ra bức tranh chi tiết nhất về hóa học phức tạp của quả cầu lửa được tạo ra trong vụ va chạm.
Phần còn lại bao gồm các giọt chất lỏng nóng có kích thước bằng cát ngưng tụ từ đám mây hơi do một tiểu hành tinh va chạm cách đây 65 triệu năm. Các nhà khoa học đã đề xuất ba nguồn gốc khác nhau cho những giọt này, mà các nhà khoa học gọi là "hình cầu." Một số nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng ma sát trong khí quyển làm tan chảy các giọt ra khỏi tiểu hành tinh khi nó tiếp cận bề mặt Trái đất. Vẫn còn những người khác cho rằng những giọt nước bắn ra từ miệng hố va chạm Chicxulub ngoài khơi bán đảo Yucatan của Mexico sau vụ va chạm của tiểu hành tinh với Trái đất.
Nhưng các phân tích được thực hiện bởi Denton Ebel, Trợ lý giám tuyển Thiên thạch tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ và Lawrence Grossman, Giáo sư Khoa học Địa vật lý tại Đại học Chicago, cung cấp bằng chứng mới cho đề xuất thứ ba. Theo nghiên cứu của họ, các giọt nước phải ngưng tụ từ đám mây hơi nước làm mát Trái đất sau khi va chạm.
Ebel và Grossman đưa ra kết luận của họ về một nghiên cứu về spinel, một khoáng chất giàu magiê, sắt và niken có trong các giọt nước.
? Bài báo của họ là một tiến bộ quan trọng trong việc tìm hiểu làm thế nào những quả cầu tác động này hình thành ,? Frank Kyte, phó giáo sư địa hóa tại Đại học California, Los Angeles cho biết. ? Nó cho thấy rằng các spinel có thể hình thành trong khối tác động, mà một số nhà nghiên cứu lập luận là không thể.
Khi tiểu hành tinh tấn công khoảng 65 triệu năm trước, nó nhanh chóng giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, tạo ra một quả cầu lửa bay xa vào tầng bình lưu. ? Tác động khổng lồ này không chỉ nghiền nát đá và làm tan chảy đá, mà rất nhiều đá bốc hơi ,? Grossman nói. ? Hơi đó rất nóng và mở rộng ra khỏi điểm va chạm, làm mát và giãn nở khi nó đi. Khi nó làm lạnh hơi nước ngưng tụ thành những giọt nhỏ và mưa trên khắp Trái đất.?
Cơn mưa nóng chảy này sau đó lắng xuống mặt đất, nơi nước và thời gian đã biến đổi những quả cầu thủy tinh thành lớp đất sét đánh dấu ranh giới giữa kỷ Phấn trắng và Đệ tam (bây giờ chính thức gọi là thời kỳ Paleogen). Ranh giới này đánh dấu sự tuyệt chủng của khủng long và nhiều loài khác.
Công trình dẫn đến bài báo Địa chất của Ebel và Grossman đã được kích hoạt bởi một cuộc nói chuyện mà sau này đã tham dự tại một cuộc họp khoa học khoảng 10 năm trước. Tại buổi nói chuyện này, một nhà khoa học đã tuyên bố rằng các spinel từ lớp ranh giới Creta - Paleogen không thể ngưng tụ từ đám mây hơi do tác động của chúng với hàm lượng sắt bị oxy hóa cao. ? Tôi nghĩ đó là một lập luận kỳ lạ,? Grossman nói. ? Khoảng một nửa số nguyên tử của bất kỳ loại đá nào bạn có thể tìm thấy là oxy ,? ông nói, cung cấp một con đường cho quá trình oxy hóa mở rộng.
Phòng thí nghiệm của Grossman, nơi Ebel làm việc vào thời điểm đó, chuyên phân tích các thiên thạch đã tích lũy các khoáng chất ngưng tụ từ đám mây khí hình thành mặt trời 4,5 tỷ năm trước. Họ cùng nhau quyết định áp dụng kinh nghiệm của mình trong việc thực hiện các mô phỏng trên máy tính về sự ngưng tụ các khoáng chất từ đám mây khí hình thành nên hệ mặt trời cho vấn đề của các spinel Cretaceous-Paleogene.
Kyte của UCLA, người tự mình yêu thích nguồn gốc của một quả cầu lửa cho các spinel, đã đo thành phần hóa học của hàng trăm mẫu spinel từ khắp nơi trên thế giới.
Ebel và Grossman được xây dựng dựa trên công trình của Kyte và các tính toán trước đây được thực hiện bởi Jay Melosh tại Đại học Arizona và Elisabetta Pierazzo của Viện Khoa học Hành tinh ở Tucson, Ariz., Cho thấy góc va chạm của tiểu hành tinh này đã ảnh hưởng như thế nào thành phần hóa học của quả cầu lửa. Các tác động theo chiều dọc đóng góp nhiều tiểu hành tinh và đá sâu hơn vào hơi nước, trong khi các tác động ở các góc thấp hơn làm bốc hơi các tảng đá nông hơn tại vị trí va chạm.
Ebel và Grossman cũng đã thu hút công việc của Mark Ghiorso của Đại học Chicago và Richard Sack của Đại học Washington, người đã phát triển các mô phỏng máy tính mô tả cách khoáng chất thay đổi dưới nhiệt độ cao.
Các mô phỏng máy tính thu được do Ebel và Grossman phát triển cho thấy đá bốc hơi trong tác động sẽ ngưng tụ như thế nào khi quả cầu lửa nguội đi từ nhiệt độ lên tới hàng chục nghìn độ. Các mô phỏng vẽ lên một bức tranh bầu trời toàn cầu chứa một cơn mưa kỳ quái của một chất lỏng silicat giàu canxi, phản ánh thành phần hóa học của các tảng đá xung quanh miệng hố va chạm Chicxulub.
Tính toán của họ cho họ biết thành phần của các spinel là gì, dựa trên thành phần của cả tiểu hành tinh và đá nền tại khu vực va chạm ở Mexico. Các kết quả phù hợp chặt chẽ với thành phần của các spinel được tìm thấy ở ranh giới Creta - Paleogen trên toàn thế giới mà Kyte của UCLA và các cộng sự đã đo được.
Các nhà khoa học đã biết rằng các spinel được tìm thấy ở lớp ranh giới ở Đại Tây Dương khác biệt về thành phần so với các thành phần được tìm thấy ở Thái Bình Dương. ? Các spinel được tìm thấy ở ranh giới Cretaceous-Paleogen ở Đại Tây Dương hình thành ở giai đoạn nóng hơn, sớm hơn so với các spinel ở Thái Bình Dương, hình thành ở giai đoạn muộn hơn, lạnh hơn trong đám mây vật chất lớn này bao quanh Trái đất ,? Ebel nói.
Sự kiện này sẽ làm giảm bớt các vụ phun trào núi lửa khổng lồ ở Krakatoa và Núi St. Helens, Ebel nói. Những loại điều này rất khó tưởng tượng ,? anh nói.
Các kết quả trong bài viết này củng cố mối liên hệ giữa tác động Chicxulub độc đáo và ranh giới địa tầng đánh dấu sự tuyệt chủng hàng loạt 65 triệu năm trước đã chấm dứt Thời đại Khủng long. Chủ đề sẽ được khám phá sâu hơn trong một triển lãm đột phá mới ,? Dinosaurs: Ancient Fossils, New Discoveries,? chuẩn bị khai trương tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ vào ngày 14 tháng 5. Sau khi nó đóng cửa ở New York, triển lãm sẽ đi đến Bảo tàng Khoa học Tự nhiên Houston (3 tháng 3 đến 30 tháng 7 năm 2006); Viện hàn lâm Khoa học California, San Francisco (15 tháng 9 năm 2006 đến 4 tháng 2 năm 2007); Bảo tàng Field, Chicago (30 tháng 3 đến 3 tháng 9 năm 2007); và Bảo tàng Khoa học Tự nhiên Bang Bắc Carolina, Raleigh (26 tháng 10 năm 2007 đến 5 tháng 7 năm 2008).
Nguồn gốc: Tin tức Đại học Chicago
