A Föld nem sokszor látott akkora cunamit, amekkorát a kréta végi kisbolygó-becsapódás indított el

A politikusokat tényekkel kell szembesíteni. A tudomány tényeket gyárt. Segíts minél többet publikálni belőlük!

Hatalmas globális megacunamit indított el a Földet 66 millió éve eltaláló Chicxulub-kisbolygó, amelynek a Mexikói-öbölből kiinduló árhulláma letarolta Európa és Afrika nyugati, valamint Dél-Amerika északi partvidékét.

A 10-15 kilométeres átmérőjű kisbolygó által keltett cunami első, a teljes Földre kiterjedő szimulációját Molly Range, a Michigani Egyetem paleoceanográfusa és kollégái kedden közölték az AGU Advances bolygótudományi folyóiratban.

A 186 millió évig tartó földtörténeti középidőt egy szempillantás alatt lezáró becsapódás a fajok háromnegyedét eltörölte bolygónkról. A kataklizma közvetlen hatásainak elmúltával a kréta időszak utolsó tavaszát becsapódási tél váltotta fel. Ezt egyetlen nem madár dinoszaurusz, pteroszaurusz vagy nagyobb tengeri hüllő sem élte túl, de a kihalási hullám a madarakat és az emlősöket is súlyosan érintette.

Arra nagyon kevés esély van, hogy a következő évtizedekben egy Chicxulub-kisbolygóhoz hasonló méretű égitest találja el a Földet, a NASA inkább az olyan néhány száz méteres objektumok fenyegetésétől tart, amelyek regionális katasztrófát képesek előidézni. Egy ilyet célzott az űrügynökség szeptember 27-i kisbolygó-eltérítési tesztje is, amikor a DART szonda sikeresen nekiütközött a 160 méteres Dimorphos kisbolygónak.

Az új kutatás a tengeri és óceáni területeket ért becsapódások elképesztő árhullám-generáló erejére irányítja rá a figyelmet. A kisbolygó által keltett cunami kezdetben 30 ezerszer nagyobb energiájú volt, mint az emberi történelem egyik legsúlyosabb természeti katasztrófáját okozó 2004. decemberi, indiai-óceáni cunami, amely 230 ezer áldozatot követelt. Egy, a Chicxulub-cunamihoz hasonló esemény a kutatók szerint ma elöntené a legtöbb tengerparti területet, és katasztrofális hatással lenne modern civilizációnkra.

Két modell kombinálásával rekonstruálták a cunamit

Korábbi szimulációk a kisbolygó által indított cunami hatásait nagyrészt csak a Mexikói-öbölben vizsgálták, amit Range és kollégái most jelentősen kibővítettek. Ehhez, mint tanulmányukban elmagyarázzák, két nagyon különböző modelltípust kellett kombinálniuk.

A cunamik globális terjedésének modellezésére általában úgynevezett sekély óceáni modelleket használnak a szakemberek. Ez viszont Range-ék szerint nem képes a becsapódást követő 10 perc eseményeinek komplexitását szimulálni (amikor a kráter kialakult és a földkéreg jelentősen deformálódott), csak azt, ami ezek lezárultával történt.

A felfoghatatlan mennyiségű víz elmozdulásával járó kráterformálódást és annak közvetlen utóhatásait ezért az iSALE-2D folyadékáramlási modellel szimulálták, majd annak eredményét adták át globális, sekély óceáni modelleknek. A kutatók szerint szimulációjuknak az árhullám terjedését egy, a maihoz képest nagyon más tengerszinttel és kontinenshatárokkal rendelkező bolygón kellett leírnia.

A globális cunami szimulációjaGif: AGU Advances

A folyadékáramlási modellben egy 14 kilométeres kisbolygó 12 kilométer per másodperces, függőleges becsapódásával számoltak. Ez utóbbi a szimuláció egyik korlátját mutatja, mivel a becsapódás mai ismereteink szerint 45-60 fokos szögben történt. Ennek ugyanakkor szerintük kis hatása van eredményeikre, mert az árhullámot főként a viszonylag szimmetrikusan aláhulló, az égitest által kivájt üledék és kéregdarabok hozzák létre. 

A modellezett Mexikói-öböl mélysége 1, 2 és 3 kilométer volt a különböző futtatásokban, de a kutatók végül az 1 kilométeres mélységgel dolgozó szimuláció értékeit használták fel, ami szerintük nem befolyásolja jelentősen az eredményt. A 10 perces folyadékáramlási szimuláció végén a kisbolygó által magasba repített nagyobb kéregdarabok már visszahullottak, ami után a megindult cunami erőssége már nem sokat változott.

A folyadékáramlási modell záróértékeit betáplálták a sekély óceáni modellekbe, amelyekből két különbözőt (MOM6 és MOST) vetettek be a kutatók, hogy biztosabbak legyenek eredményeik pontosságában. A két modell hasonló cunami terjedési mintázatot mutatott, nagyobb eltérések az árhullámok későbbi elrendeződésében voltak. A MOM6, amellyel a szimulációk nagy részét végezték, 1 százalékos pontossággal képes megjósolni a cunamik megérkezésének idejét.

Az észak-atlanti térségben és a Csendes-óceán déli részén pusztított leginkább

A becsapódás után 2,5 perccel a kivájt kéreg egy 4,5 kilométer magas árhullámot hozott létre, 10 perccel később pedig a kráter közepétől 220 kilométerre egy 1,5 kilométer magas árhullám indult útnak. A cunami a Mexikói-öbölben legalább 100 méter magas maradt, és egy óra alatt elérte az Atlanti-óceánt. Négy óra után az Észak-Amerikát és Dél-Amerikát ekkor elválasztó tengeren keresztül kijutott a Csendes-óceánra.

A cunami mélytengeri területeken 720 kilométer per órás sebességgel száguldott át az Atlanti-óceánon és a Csendes-óceán nagy részén, majd a második napon az árhullámok ellentétes irányból találkoztak az egykori Tethys-óceánon és az Indiai-óceánon. A Chicxulub-kisbolygó által keltett árhullám 48 órán belül a bolygó összes partvonalát elérte.

A Chicxulub-becsapódást követő legnagyobb árhullámok mérete centiméterbenIllusztráció: Range et al. 2022

A cunami a Mexikói-öböl környezete után a fő, keleti és délnyugati terjedési irányának útjában fekvő észak-atlanti térség partmenti területeit és Dél-Amerika csendes-óceáni partvidékét érintette a legsúlyosabban – a tengeri árhullám magassága itt a 10 métert is meghaladhatta. Globálisan a legtöbb partmenti régióban legalább 1 méter magasak voltak az árhullámok, de kivételt képeznek például az ősi Tethys-óceán egyes területei, így a mai földközi-tengeri régió is, ahol a hullámok, és így a pusztítás is alacsonyabb volt.

A kutatók le is ellenőrizték a kombinált szimuláció előrejelzéseit. Ehhez a kihalás nyomait rögzítő kréta-paleogén (K-Pg) geológiai határvonal azon mintáit nézték át cunamira utaló eróziós jelekért, amik tengeri területeken rakódtak le 66 millió éve. Az árhullám 20 cm/másodperc feletti áramlási sebessége ugyanis elegendő volt ahhoz, hogy észlelhető módon erodálja a fő terjedési irányokban fekvő tengeraljzati üledéket, a Chicxulub-krátertől akár több mint 12 ezer kilométeres távolságban, a mai Új-Zéland környékén is.

A mai földközi-tengeri régióból, az Atlanti-óceán déli részéről, és a Csendes-óceán északi részéről nagyrészt teljes K–Pg-határvonalminták kerültek elő a kutatók szerint. Ehhez képest a Nyugat-Európából, kevés kivétellel az Atlanti-óceán északi részéről és a Csendes-óceán déli részéről, köztük Új-Zélandról vett minták legfelső kréta időszaki rétege részben, vagy teljesen hiányos. Ezt a kutatók a cunami jelének tulajdonítják, és úgy vélik, hogy annak globális jelentőségét jelzi.

Range és munkatársai szerint egy lehetséges jövőbeli vizsgálati iránnyal szolgálhat a Hunga Tonga–Hunga Haʻapai tenger alatti vulkán 2022. januári kitörése, ahol egy Lamb-típusú lökéshullám vezetett egy jelentős másodlagos cunami kialakulásához. Mivel a Chicxulub-becsapódás energiája legalább 100 ezerszer nagyobb volt, mint a vulkánkitörésé, ez a folyamat a kutatók szerint további jelentős árhullámokat hozhatott létre a Mexikói-öböltől nagy távolságra is.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: