Voorstelling van dinosaurussen die de grote asteroïde die hun einde zal betekenen zien overvliegen door de atmosfeer van de aarde.
Science Photo Library

Asteroïde die einde dino's inluidde, raakte de aarde onder slechtst mogelijke hoek

Nieuwe computersimulaties van het Imperial College London hebben aangetoond dat de asteroïde die het einde betekende van de dinosaurussen, de aarde geraakt heeft onder de 'dodelijkst mogelijke' hoek. De asteroïde moet de aarde geraakt hebben onder een hoek van zo'n 60 graden, wat de hoeveelheid 'klimaat veranderende' gassen die in de atmosfeer geslingerd zijn gemaximaliseerd heeft. De impact heeft miljarden tonnen zwavel losgemaakt, die de zon geblokkeerd hebben. Dat heeft een 'nucleaire' winter veroorzaakt die geleid heeft tot het uitsterven van de niet-aviaire dinosaurussen en 75 procent van het leven op aarde. 

De nieuwe computermodellen zijn gebaseerd op mathematische simulaties van de inslag en geofysische gegevens van de site van de impact. Het zijn de eerste simulaties volledig in 3D die de hele gebeurtenis reproduceren, van de eerste impact van de asteroïde tot het ogenblik waarop de uiteindelijke krater, die nu bekend staat als Chicxulub, gevormd werd.

"Het worst-case-scenario voor de dinosaurussen is precies wat zich heeft afgespeeld", zei hoofdonderzoeker professor Gareth Collins van Imperial. "De inslag van de asteroïde wierp een ongelooflijke hoeveelheid gassen die het klimaat veranderen in de atmosfeer, wat een reeks van gebeurtenissen in gang zette die geleid heeft tot het uitsterven van de dinosaurussen. Dit werd waarschijnlijk nog erger gemaakt door het feit dat de asteroïde ingeslagen is onder een van de dodelijkst mogelijke hoeken." 

"Onze simulaties leveren overtuigende bewijzen voor het feit dat de asteroïde is ingeslagen onder een scherpe hoek, misschien 60 graden boven de horizon, en dat ze vanuit het noordoosten op haar doel af is gekomen. We weten dat dit voor de dodelijkheid van de impact een van de ergste scenario's was, omdat dit meer gevaarlijk puin in de bovenste lagen van de atmosfeer heeft geslingerd en het overal verspreid heeft - net datgene wat geleid heeft tot een nucleaire winter", zei Collins.

De 300 gedetailleerde 3D simulaties, die uitgingen van een asteroïde met een diameter van 17 kilometer, een dichtheid van 2.630 kilogram per kubieke meter en een snelheid van 12 kilometer per seconde, werden uitgevoerd op de Dirac High Performance Computing Facility van de Science and Technology Facilities Council (STFC).

(lees voort onder de illustratie) 

Een zwaartekrachtkaart toont asymmetrie in de Chicxulub-krater, wat een weerspiegeling is van de hoek van de inslag van de asteroïde. Op de kaart staan ook het centrum van de krater, het centrum van de piekring en het centrum van naar boven gehaalde rotsen uit de aardmantel aangeduid.
Gareth Collins/Imperial College London

Ondergrondse structuur van de krater

De bovenste aardlagen rond de Chicxulub-krater in het huidige Mexico bevatten grote hoeveelheden water en ook poreuze carbonaatrotsen en evaporiet-rotsen, gesteente dat ontstaan is door verdamping. Toen ze verhit en verstoord werden door de impact van de asteroïde, zullen deze rotsen uiteengevallen zijn en grote hoeveelheden CO2, zwavel en waterdamp in de atmosfeer geslingerd hebben. 

De zwavel zal bijzonder gevaarlijk geweest zijn omdat hij snel aerosols vormt - kleine deeltjes die de zonnestralen blokkeerden, de fotosynthese in planten stillegden en het klimaat snel deden afkoelen. Dat droeg uiteindelijk bij tot de massale uitstervingsgolf die 75 procent van het leven op aarde gedood heeft, 66 miljoen jaar geleden. 

Het team van onderzoekers van Imperial, de Albert-Ludwigs-Universität Freiburg in Duitsland en de University of Texas at Austin onderzocht de vorm en de ondergrondse structuren van de krater en gebruikte die geofysische gegevens om ze in te voeren in de simulaties.

Hun analyse werd ook gevoed door de recente resultaten van boringen in de 200 kilometer brede Chicxulub-krater door het International Ocean Discovery Program (IODP) en het International Continental Scientific Drilling Program (ICDP). Die boringen brachten rotsen naar boven die aanwijzingen bevatten voor de extreme krachten die de inslag veroorzaakt had. 

Een video van het Imperial College London met een simulatie van de inslag van een asteroïde onder een hoek van 60 graden. 

Verhouding tussen verschillende centra

Cruciaal bij het vaststellen van de hoek en de richting van de inslag was de verhouding tussen het centrum van de krater, het centrum van de piekring - een ring van heuvels bestaande uit erg opgebroken rots in de krater die kort na de inslag gevormd werd - en het centrum van compacte, naar boven gehaalde rotsen uit de aardmantel, zo'n 30 kilometer onder de krater (zie ook op de zwaartekrachtkaart). 

In de Chicxulub-krater liggen deze centra op een zuidwest-noordoost lijn, met het centrum van de krater tussen dat van de piekring en de rotsen uit de aardmantel. De 3D simulaties van de krater van het team bij een hoek van 60 graden reproduceren bijna exact die waarnemingen.

De simulaties reconstrueerden de vorming van de krater met meer details dan ooit tevoren en gaven meer aanwijzingen over hoe de grootste kraters op aarde gevormd werden. Eerdere 3D simulaties van de Chicxulub-inslag omvatten enkel de eerste stadia van de inslag, waaronder de vorming van een diep, schaalvormig gat in de aardkorst dat de tijdelijke krater genoemd wordt, en het uitstoten van rotsen, water en sedimenten in de atmosfeer. 

De simulaties in de nieuwe studie zijn de eerste die verdergaan dan het tijdelijke punt in de vorming van de krater en ook de laatste stadia reproduceren, waarin de tijdelijke krater instort om de uiteindelijke structuur te vormen (zie video). Dit liet de onderzoekers toe om voor het eerst de vergelijking te maken tussen de simulaties in 3D van Chicxulub en de huidige structuren van de krater zoals die uit de geofysische gegevens naar voren komen. 

"Ondanks het feit dat de structuur begraven ligt onder bijna een kilometer sediment-rotsen, is het merkwaardig hoeveel de geofysische gegevens blootleggen over de structuur van de krater - genoeg om de richting en hoek van de inslag te beschrijven", zei mede-auteur doctor Auriol Rae van de universiteit van Freiburg. 

De onderzoekers zeggen dat de studie niet alleen belangrijke inzichten biedt over de inslag die het einde van de dinosaurussen betekende, maar ons ook zal helpen om te begrijpen hoe grote kraters gevormd worden op andere planeten. 

De studie van het team is gepubliceerd in Nature Communications. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van het Imperial College London. 

Meest gelezen