De kilometers brede asteroïde die 66 miljoen jaar geleden de aarde trof, vernietigde bijna alle dinosaurussen en ongeveer driekwart van de planten- en diersoorten op aarde.

Het veroorzaakte ook een monsterlijke tsunami met kilometers hoge golven die de oceaanbodem duizenden kilometers van de inslagplaats op het schiereiland Yucatan afschuurden, volgens een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Michigan.

De studie, gepland voor online publicatie op 4 oktober in het tijdschrift AGU Advances , presenteert de eerste wereldwijde simulatie van de Chicxulub-impacttsunami die is gepubliceerd in een collegiaal getoetst wetenschappelijk tijdschrift. Daarnaast hebben UM-onderzoekers de geologische gegevens op meer dan 100 locaties over de hele wereld bekeken en bewijs gevonden dat de voorspellingen van hun modellen over het pad en de kracht van de tsunami ondersteunt.

"Deze tsunami was sterk genoeg om sedimenten in oceaanbekkens halverwege de wereld te verstoren en te eroderen, waardoor er een gat in de sedimentaire archieven of een wirwar van oudere sedimenten achterbleef", zei hoofdauteur Molly Range, die de modelleringsstudie voor een masterproef uitvoerde. onder UM fysieke oceanograaf en studie co-auteur Brian Arbic en UM paleoceanograaf en studie co-auteur Ted Moore.

De beoordeling van het geologische record was gericht op 'grenssecties', mariene sedimenten die net voor of net na de inslag van de asteroïde werden afgezet en de daaropvolgende massale uitsterving van K-Pg, die het Krijt afsloot.

"De verdeling van de erosie en hiaten die we in de bovenste Krijt-zeesedimenten hebben waargenomen, komt overeen met onze modelresultaten, wat ons meer vertrouwen geeft in de modelvoorspellingen", zei Range, die het project begon als een student in het laboratorium van Arbic in de Afdeling Aard- en Milieuwetenschappen.

De auteurs van het onderzoek berekenden dat de initiële energie in de inslag-tsunami tot 30.000 keer groter was dan de energie in de tsunami van de aardbeving in de Indische Oceaan in december 2004, waarbij meer dan 230.000 mensen omkwamen en een van de grootste tsunami's in het moderne record is.

De simulaties van het team laten zien dat de inslag-tsunami voornamelijk naar het oosten en noordoosten uitstraalde naar de Noord-Atlantische Oceaan, en naar het zuidwesten door de Centraal-Amerikaanse Zeeweg (die vroeger Noord-Amerika en Zuid-Amerika scheidde) naar de Stille Zuidzee.

In die bassins en in sommige aangrenzende gebieden was de stromingssnelheid onder water waarschijnlijk hoger dan 20 centimeter per seconde (0,4 mph), een snelheid die sterk genoeg is om fijnkorrelige sedimenten op de zeebodem te eroderen.

Daarentegen waren de Zuid-Atlantische Oceaan, de Noordelijke Stille Oceaan, de Indische Oceaan en de regio die tegenwoordig de Middellandse Zee is, grotendeels afgeschermd van de sterkste effecten van de tsunami, volgens de simulatie van het team. Op die plaatsen waren de gemodelleerde stroomsnelheden waarschijnlijk lager dan de drempel van 20 cm/sec.

Voor de beoordeling van het geologische record analyseerde UM's Moore gepubliceerde records van 165 mariene grenssecties en was in staat om bruikbare informatie te verkrijgen van 120 van hen. De meeste sedimenten kwamen uit kernen die werden verzameld tijdens wetenschappelijke oceaanboorprojecten.

De Noord-Atlantische Oceaan en de Stille Zuidzee hadden de minste locaties met volledige, ononderbroken K-Pg-grenssedimenten. Daarentegen werd het grootste aantal volledige K-Pg-grenssecties gevonden in de zuidelijke Atlantische Oceaan, de noordelijke Stille Oceaan, de Indische Oceaan en de Middellandse Zee.

"We hebben bevestiging gevonden in het geologische record voor de voorspelde gebieden met maximale impact in de open oceaan", zegt Arbic, hoogleraar aard- en milieuwetenschappen die toezicht hield op het project. "Het geologische bewijs versterkt het papier zeker."

Van bijzonder belang, volgens de auteurs, zijn ontsluitingen van de K-Pg-grens aan de oostelijke oevers van de noord- en zuideilanden van Nieuw-Zeeland, die meer dan 12.000 kilometer (7.500 mijl) verwijderd zijn van de plaats van inslag in Yucatan.

De zwaar verstoorde en onvolledige Nieuw-Zeelandse sedimenten, olistostromale afzettingen genoemd, werden oorspronkelijk verondersteld het resultaat te zijn van lokale tektonische activiteit. Maar gezien de ouderdom van de afzettingen en hun locatie direct in het gemodelleerde pad van de Chicxulub-inslagtsunami, vermoedt het door de U-M geleide onderzoeksteam een ​​andere oorsprong.

"We hebben het gevoel dat deze afzettingen de effecten van de impact-tsunami registreren, en dit is misschien wel de meest veelzeggende bevestiging van het wereldwijde belang van deze gebeurtenis", zei Range.

Het modelleringsgedeelte van de studie maakte gebruik van een tweetrapsstrategie. Ten eerste simuleerde een groot computerprogramma, een hydrocode genaamd, de chaotische eerste 10 minuten van het evenement, waaronder de impact, kratervorming en het begin van de tsunami. Dat werk werd uitgevoerd door co-auteur Brandon Johnson van Purdue University.

Op basis van de bevindingen van eerdere studies hebben de onderzoekers een asteroïde gemodelleerd met een diameter van 14 kilometer (8,7 mijl) en bewegend met 12 kilometer per seconde (27.000 mph). Het trof een granieten korst bedekt door dikke sedimenten en ondiep oceaanwater, ontplofte een ongeveer 100 kilometer brede (62 mijl brede) krater en wierp dichte wolken van roet en stof de atmosfeer in.

Twee en een halve minuut nadat de asteroïde insloeg, duwde een gordijn van uitgeworpen materiaal een muur van water naar buiten vanaf de plaats van inslag en vormde kort een golf van 4,5 kilometer hoog (2,8 mijl hoog) die afnam toen de ejecta terugviel naar Aarde.

Tien minuten nadat het projectiel Yucatan had geraakt, en 220 kilometer (137 mijl) van het inslagpunt, begon een 1,5 kilometer hoge (0,93 mijl hoge) tsunami-golf - ringvormig en zich naar buiten voortplantend - over de oceaan in alle richtingen, volgens de U-M-simulatie.

Na 10 minuten werden de resultaten van Johnson's iSALE hydrocode-simulaties ingevoerd in twee tsunami-voortplantingsmodellen, MOM6 en MOST, om de gigantische golven over de oceaan te volgen. MOM6 is gebruikt om tsunami's in de diepe oceaan te modelleren, en NOAA gebruikt het MOST-model operationeel voor tsunami-voorspellingen in zijn Tsunami-waarschuwingscentra.

"Het grote resultaat hier is dat twee globale modellen met verschillende formuleringen bijna identieke resultaten gaven, en de geologische gegevens over complete en onvolledige secties komen overeen met die resultaten", zegt Moore, emeritus hoogleraar aard- en milieuwetenschappen. "De modellen en de verificatiegegevens komen goed overeen."

Volgens de simulatie van het team:

• Een uur na de inslag had de tsunami zich buiten de Golf van Mexico en in de Noord-Atlantische Oceaan verspreid.
• Vier uur na de inslag waren de golven door de Midden-Amerikaanse Zeeweg de Stille Oceaan ingegaan.
• Vierentwintig uur na de inslag waren de golven vanuit het oosten het grootste deel van de Stille Oceaan en vanuit het westen het grootste deel van de Atlantische Oceaan overgestoken en van beide kanten de Indische Oceaan binnengedrongen.
• 48 uur na de inslag hadden aanzienlijke tsunami-golven de meeste kustlijnen van de wereld bereikt.

Voor de huidige studie hebben de onderzoekers niet geprobeerd de omvang van de kustoverstromingen als gevolg van de tsunami in te schatten.

Hun modellen geven echter aan dat de golfhoogten in de open oceaan in de Golf van Mexico meer dan 100 meter (328 voet) zouden zijn geweest, met golfhoogten van meer dan 10 meter (32,8 voet) toen de tsunami de Noord-Atlantische kustgebieden en delen van Zuid-Amerika naderde. Amerika's Pacifische kust.

Naarmate de tsunami die kusten naderde en ondiepe bodemwateren tegenkwam, zouden de golfhoogten dramatisch zijn toegenomen door een proces dat shoaling wordt genoemd. De huidige snelheden zouden voor de meeste kustgebieden wereldwijd de drempel van 20 centimeter per seconde hebben overschreden.

"Afhankelijk van de geometrie van de kust en de oprukkende golven, zouden de meeste kustgebieden tot op zekere hoogte worden overspoeld en geërodeerd", aldus de auteurs van het onderzoek. "Alle historisch gedocumenteerde tsunami's verbleken in vergelijking met zo'n wereldwijde impact."

Een vervolgstudie is gepland om de omvang van de kustoverstroming wereldwijd te modelleren, zei Arbic. Die studie zal worden geleid door Vasily Titov van het Pacific Marine Environmental Lab van de National Oceanic and Atmospheric Administration, die co-auteur is van de AGU Advances papier. + Verder verkennen

Wereldwijde tsunami's veroorzaakt door vulkaanuitbarstingen onder water