سیارک چیکشلوب، که در واقع یک سیارک غولپیکر با قطر حدود ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر بود، حدود ۶۶ میلیون سال پیش به سطح زمین برخورد کرد و دهانه عظیم چیکشلوب را در شبهجزیره یوکاتان مکزیک ایجاد نمود. این برخورد، یکی از فاجعهبارترین رویدادهای تاریخ زمین است که به انقراض گسترده گونههای زیستی، از جمله دایناسورهای غیرپرنده، منجر شد. سیارک، که احتمالاً از نوع کربنی (C-type) و حاوی مواد غنی از ایریدیوم بود، با سرعت ۲۰ کیلومتر بر ثانیه به سطح برخورد کرد و انرژی معادل ۱۰۰ تراتن تیانتی (میلیاردها برابر بمب هیروشیما) آزاد نمود.
این رویداد، که به عنوان “برخورد چیکشلوب” شناخته میشود، نه تنها دهانهای به قطر ۱۸۰ کیلومتر ایجاد کرد، بلکه جو زمین را با غبار و مواد سمی پر کرد و تغییرات اقلیمی جهانی به راه انداخت. کشف دهانه در دهه ۱۹۹۰، ارتباط آن با انقراض کرتاسه-پالئوژن را تأیید کرد و امروزه، چیکشلوب نمادی از تهدیدهای کیهانی برای زمین است.
مشخصات سیارک چیکشلوب
| ویژگی | توضیحات |
|---|---|
| زمان برخورد | حدود ۶۶ میلیون سال پیش (انتهای دوره کرتاسه) |
| مکان برخورد | شبهجزیره یوکاتان، مکزیک (دهانه چیکشولوب) |
| قطر جرم برخوردی | تقریباً ۱۰ تا ۱۵ کیلومتر |
| قطر دهانه ایجادشده | حدود ۱۸۰ کیلومتر |
| انرژی آزادشده | معادل میلیاردها بمب اتمی هیروشیما (حدود ۱۰۰ تریلیون تن TNT) |
| پیامدهای فوری | امواج عظیم، آتشسوزیهای جهانی، شوک لرزهای شدید |
| پیامدهای اقلیمی | تشکیل ابر غبار و سولفات، کاهش نور خورشید، افت دما و توقف فتوسنتز |
| نتیجه زیستی | انقراض جمعی K–Pg؛ نابودی بسیاری از دایناسورها و حدود ۷۵٪ گونهها |
سیارک چیکشلوب، که نامش از دهانه برخوردی در یوکاتان گرفته شده، یک جرم آسمانی غولپیکر از کمربند سیارکی بود که ۶۶ میلیون سال پیش به زمین رسید. این سیارک، با جرم تخمینی ۱۰^۱۵ کیلوگرم، از نوع کندریت کربنی (CM یا CR) بود و حاوی عناصری مانند ایریدیوم، پلاتین و کروم ایزوتوپ ۵۴ بود که در لایههای رسوبی زمین یافت میشود. برخوردها با چنین سیارکی، که هر ۱۰۰ میلیون سال یکبار رخ میدهد، میتواند انقراضهای گسترده ایجاد کند.
معرفی چیکشلوب در دهه ۱۹۸۰ با کشف لایه ایریدیوم در مرز کرتاسه-پالئوژن توسط آلوز و همکارانش آغاز شد و در ۱۹۹۰ با شناسایی دهانه، تأیید گردید. این رویداد، که انرژی آن معادل ۱۰^۲۳ ژول بود، نه تنها دایناسورها را منقرض کرد، بلکه ۷۵ درصد گونههای زیستی را نابود نمود و تغییرات اقلیمی را برای سالها به راه انداخت.
موقعیت جغرافیایی دهانه چیکشلوب
دهانه چیکشلوب در شبهجزیره یوکاتان مکزیک واقع شده و مرکز آن در عرض جغرافیایی ۲۱.۴ درجه شمالی و طول ۸۹.۵ درجه غربی، در خلیج مکزیک، حدود ۱۵۰ کیلومتری جنوب غربی شهر مریدا قرار دارد. این دهانه، که قطر آن ۱۸۰ کیلومتر است، عمدتاً زیر رسوبات و آبهای خلیج پنهان شده و تنها بخشهایی از لبه آن در خشکی قابل مشاهده است. نام دهانه از روستای چیکشلوب پوئبلو (Chicxulub Pueblo) گرفته شده، که در نزدیکی لبه غربی آن واقع است.
موقعیت ساحلی دهانه، که در آبهای کمعمق (۲۰ متر) قرار دارد، باعث شد برخورد با تبخیر سنگهای سولفوری و ایجاد سونامی عظیم شود. این مکان، که در سال ۱۹۷۸ توسط شرکت نفتی پمکس کشف شد، بخشی از سایت میراث جهانی یونسکو است و تحقیقات حفاری در آن ادامه دارد.
مشخصات فنی دهانه برخوردی
دهانه چیکشلوب یک دهانه پیچیده با قطر ۱۸۰ کیلومتر، عمق اولیه ۲۰ کیلومتر (اکنون ۱ کیلومتر به دلیل رسوبگذاری) و ارتفاع لبه ۱ کیلومتر است. ساختار آن شامل حلقه پیک (peak ring) با قطر ۸۰ کیلومتر، حلقههای خارجی و رسوبات شوکشده گرانیت از عمق ۳۰ کیلومتری زمین است. دهانه از نوع “دهانه چندحلقهای” است و شواهد آن شامل کوارتز شوکشده، تکتایتها و لایه ایریدیوم است.
دهانه با زاویه برخورد ۴۵ تا ۶۰ درجه از شمال شرق تشکیل شد و حجم مواد جابهجا شده حدود ۱۰^۱۵ متر مکعب بود. حفاریهای ۲۰۱۶ در حلقه پیک، سنگهای مذاب و هیدروترمال را نشان داد که برای صدها هزار سال فعال بودند.
انرژی آزادشده در برخورد چیکشلوب چه اندازه بود؟
انرژی آزادشده در برخورد سیارک چیکشلوب حدود ۱۰^۲۳ ژول یا ۱۰۰ تراتن تیانتی (۴.۲ × ۱۰^۲۳ ژول) تخمین زده میشود، که معادل ۴.۵ میلیارد بمب هیروشیما است. این انرژی، که از سرعت ۲۰ کیلومتر بر ثانیه سیارک با جرم ۲ × ۱۰^۱۵ کیلوگرم ناشی شد، دهانهای به قطر ۱۸۰ کیلومتر ایجاد کرد و موج شوک، آتشسوزیهای جهانی و سونامی به راه انداخت. این مقدار انرژی، جو را با غبار و سولفات پر کرد و دمای جهانی را برای سالها کاهش داد. مدلها نشان میدهند این انرژی، ۱۰^۳۰ ارگ (معادل ۱۰^۲۳ ژول) بود و تأثیرات آن تا هزاران کیلومتر احساس شد.
پیامدهای فوری برخورد سیارک چیکشلوب با زمین
پیامدهای فوری برخورد سیارک چیکشلوب شامل انفجار عظیم با شعاع آتش ۱۰۰۰ کیلومتر، موج شوک با سرعت ۱۰۰۰ کیلومتر بر ساعت و سونامی با ارتفاع ۱.۵ کیلومتر بود. دهانه ۱۸۰ کیلومتری در ۱۰ دقیقه ایجاد شد و مواد مذاب به ارتفاع ۱۰ کیلومتر پرتاب شد. آتشسوزیهای جهانی از ذرات داغ، ۳۰ درصد جنگلها را سوزاند و غبار جو را پر کرد.
در خلیج مکزیک، سونامی ۱۰۰ تا ۳۰۰ متر ارتفاع داشت و سواحل را ویران کرد. این پیامدها، در عرض ساعات، ۷۵ درصد گونههای دریایی محلی را نابود کرد و تغییرات اقلیمی را آغاز نمود. برخورد چیکشلوب نقش اصلی در انقراض دایناسورها (و ۷۵ درصد گونهها) در مرز کرتاسه-پالئوژن ایفا کرد. غبار و سولفات جو را برای ۱۵ سال مسدود کرد و فتوسنتز را متوقف نمود، که زنجیره غذایی را ویران کرد.
مدلها نشان میدهند این زمستان، دما را ۱۰ درجه سلسیوس کاهش داد و دایناسورها، به عنوان گونههای بزرگ، نتوانستند با کمبود غذا سازگار شوند. شواهد لایه ایریدیوم و فسیلها، انقراض ناگهانی را تأیید میکند. هرچند آتشفشانهای دکن نیز نقش داشتند، برخورد چیکشلوب عامل اصلی بود.
شواهد زمینشناسی برخورد
شواهد زمینشناسی برخورد چیکشلوب شامل دهانه ۱۸۰ کیلومتری با حلقه پیک، کوارتز شوکشده، تکتایتها و لایه ایریدیوم در سراسر جهان است. حفاریهای ۲۰۱۶ در یاکسوپوئیل-۱، گرانیت شوکشده از عمق ۳۰ کیلومتری و سنگهای مذاب را نشان داد. لایه K-Pg با ضخامت ۱ سانتیمتر، ایریدیوم ۳۰ برابر نرمال دارد. این شواهد، زاویه برخورد ۴۵-۶۰ درجه از شمال شرق را تأیید میکند و حجم مواد جابهجا شده ۱۰^۱۵ متر مکعب را نشان میدهد. دهانه، که زیر رسوبات پنهان است، با گرانشی و مغناطیسی شناسایی شد.
بررسی لایه ایریدیوم در سراسر جهان
لایه ایریدیوم، یک رسوب نازک (۱-۲ سانتیمتر) در مرز K-Pg، در بیش از ۳۵۰ مکان جهانی یافت شده و غلظت ایریدیوم آن ۳۰ تا ۱۶۰ برابر نرمال است. این لایه، که از بخار سیارک ناشی میشود، در ایتالیا (گوببیو) توسط آلوز در ۱۹۸۰ کشف شد و با تکتایتها و کوارتز شوکشده همراه است. لایه ایریدیوم، که ۲×۱۰^۸ کیلوگرم ایریدیوم دارد، زمان برخورد را به ۶۶.۰۴۳ میلیون سال پیش محدود میکند. در مکزیک، ضخامت آن ۵ سانتیمتر است و نشاندهنده پخش جهانی ذرات است.
فسیلهای مرتبط با رویداد چیکشلوب
فسیلهای مرتبط با سیارک چیکشلوب شامل انقراض ناگهانی ۷۵ درصد گونهها در لایه K-Pg است، با فقدان دایناسورها، پتروسورها و آمونیتها. در هل کریک (داکوتای شمالی)، فسیلهای سوختهشده و استخوانهای دایناسورها زیر لایه ایریدیوم یافت شده که نشاندهنده مرگ فوری است. در مکزیک، فسیلهای دریایی با شوک شوکشده و در سایت تانیس، ذرات سیارک با فسیلهای ماهی و پرندگان مخلوط شده. این فسیلها، زنجیره غذایی را نشان میدهند که پس از برخورد فروپاشید.
زمستان هستهای و تاریکی جهانی
زمستان هستهای پس از چیکشلوب، به دلیل غبار سیلیکات و سولفات، ۱۵ سال تاریکی جهانی ایجاد کرد و نور خورشید را مسدود نمود. این رویداد، دما را ۱۰-۲۰ درجه سلسیوس کاهش داد و فتوسنتز را متوقف کرد، که به زمستان تأثیر معروف است. غبار از مواد تبخیرشده دهانه، جو را پر کرد و برای ۲ سال تاریکی کامل ایجاد کرد. این تاریکی، گیاهان را نابود کرد و زنجیره غذایی را فروپاشید.
باران اسیدی پس از چیکشلوب، به دلیل سولفات و نیترات از تبخیر سنگهای گچی، pH اقیانوسها را کاهش داد و ۷۵ درصد پلانکتونها را نابود کرد. این باران، برای سالها ادامه یافت و اکوسیستم دریایی را ویران کرد. تأثیر بر اقیانوسها شامل اسیدیشدن و کاهش اکسیژن بود که به انقراض ۹۰ درصد گونههای دریایی منجر شد. سولفاتها، جو را برای ۱۰ سال اسیدی نگه داشتند.
سونامی عظیم چیکشلوب، با ارتفاع ۱.۵ کیلومتر در خلیج مکزیک، سواحل را ویران کرد و تا ۳۰۰ متر ارتفاع در سواحل دورتر رسید. این سونامی، ۳۰ هزار برابر انرژی سونامی ۲۰۰۴ اندونزی داشت و مواد را تا ۱۰۰۰ کیلومتر دورتر برد. تغییر سطح دریا با تبخیر آب و رسوبگذاری رخ داد، اما سونامی اصلی، اکوسیستمهای ساحلی را نابود کرد و رسوبات K-Pg را ایجاد نمود.
تأثیر برخورد بر تنوع زیستی کره زمین
برخورد سیارک چیکشلوب ۷۵ درصد تنوع زیستی را نابود کرد، از جمله ۹۰ درصد پلانکتونها، ۷۰ درصد گیاهان و تمام دایناسورهای غیرپرنده. در خشکی، گیاهخواران بزرگ مانند تراپودها و هربهای غولپیکر منقرض شدند و در دریا، آمونیتها و موصلاً از بین رفتند. پرندگان و پستانداران کوچک بقا یافتند و تنوع زیستی پس از ۱۰ میلیون سال بهبود یافت. این تأثیر، عصر پستانداران را آغاز کرد.
احتمال تکرار چنین رویدادی در آینده چقدر است؟
احتمال تکرار رویدادی مانند چیکشلوب، با سیارک ۱۰ کیلومتری، هر ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال است، که بسیار نادر است. ناسا تخمین میزند احتمال برخورد در ۱۰۰ سال آینده صفر است، اما سیارکهای کوچکتر (۱ کیلومتری) هر ۵۰۰ هزار سال رخ میدهند. با برنامههایی مانند مأموریت DART ناسا، میتوان سیارکها را منحرف کرد.
