Een wereldwijde winter kan jaren aanhouden als een middelgrote asteroïde de aarde raakt

Meld u aan voor CNN’s Wonder Theory Science -nieuwsbrief. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
–

Als de asteroïde bennu in de buurt asteroïde die de dinosaurussen heeft weggevaagdVolgens nieuw onderzoek.

Astronomen schatten dat Bennu een 1 op de 2.700 kans om de aarde te beïnvloeden In september 2182, wat neerkomt op een kans van 0,037%.

De asteroïde, die de bouwstenen van het leven bevat volgens recente studies van monsters die door de Osiris-Rex-missie van NASA naar de aarde zijn teruggekeerd, is een middelgrote ruimtersteen die ongeveer 1.640 voet (500 meter) in diameter reikt. De asteroïde die 66 miljoen jaar geleden in de aarde sloeg en leidde tot het uitsterven van dinosaurussen werd geschat op ongeveer 6,2 mijl (10 kilometer) in diameter en markeerde de laatst bekende grote asteroïde om de planeet te raken.

Gezien de kleine maar niet onmogelijke kans op de potentiële impact van Bennu in de toekomst, modelleerde een onderzoeksteam de effecten die een dergelijke botsing op onze planeet zou hebben, inclusief het wereldwijde klimaat en ecosystemen over land en de oceanen. Een studie waarin de resultaten worden beschreven die woensdag in het tijdschrift is gepubliceerd De wetenschap vordert.

Middelgrote asteroïden zoals Bennu botsen volgens de aarde ongeveer elke 100.000 tot 200.000 jaar, volgens de studie.

De onderzoekers ontdekten dat de staking kon leiden tot een wereldwijde winter die de regenval zou kunnen verminderen en de planeet kan koelen, onder andere effecten die jarenlang kunnen aanhouden. En het is mogelijk dat vroege mensen mogelijk vergelijkbare omstandigheden hebben meegemaakt tijdens eerdere asteroïde botsingen.

“Onze vroege menselijke voorouders hebben misschien enkele van deze middelgrote asteroïde stakingsevenementen ervaren met potentiële impact op de menselijke evolutie en zelfs onze eigen genetische make-up,” zei hoofdonderzoeksauteur Dr. Lan Dai, een postdoctoraal onderzoeksfellow Klimaatfysica, of ICCP, aan de Pusan ​​National University in Zuid -Korea.

De onderzoekers gebruikten klimaatmodellen en de hulp van de Aleph-supercomputer bij ICCP om verschillende scenario’s uit te voeren voor een botsing van het Bennu-type met de aarde, grotendeels gericht op de effecten van het injecteren van 100 miljoen tot 400 miljoen ton in de atmosfeer van de aarde. De resultaten toonden dramatische verstoringen in de atmosferische chemie en het klimaat van onze planeet binnen drie tot vier jaar na de asteroïde staking.

In het begin zou de impact een krachtige krater creëren en materiaal veroorzaken in de lucht in de buurt van de slagplaats. De botsing zou ook een krachtige schokgolf en aardbevingen genereren, zei Dai. Grote hoeveelheden aerosolen en gassen die worden vrijgegeven door de impact kunnen stijgen naar de atmosfeer, waardoor het klimaat van de aarde met aanhoudende effecten verandert, zei ze.

Als Bennu de oceaan zou slaan, zou dit massale tsunami’s veroorzaken en grote hoeveelheden waterdamp in de lucht lanceren. Deze gebeurtenissen kunnen een wereldwijde ozonuitputting in de bovenste atmosfeer veroorzaken die jaren zou kunnen duren.

“De klimaatactieve aerosolen, inclusief stof, roet en zwavel, kunnen bijdragen aan een meerjarige koeling na de impact,” zei Dai in een e-mail. “In tegenstelling tot door aerosol aangedreven koeling, kunnen broeikasgassen zoals (koolstofdioxide) emissies veroorzaken op lange termijn opwarming.”

Het meest intense scenario, dat 400 miljoen ton stof heeft die in de atmosfeer van de aarde wervelt, zou leiden tot een wereldwijde ‘impact winter’, of een periode van koude temperaturen, verminderde zonlicht en verminderde neerslag, zei Dai.

Stofdeeltjes hoog in de lucht zouden absorberen en zonlicht verspreiden, waardoor het niet het aardoppervlak kan bereiken. Het gebrek aan zonlicht zou ertoe leiden dat de wereldwijde temperaturen snel dalen met maar liefst 7,2 graden Fahrenheit (4 graden Celsius). En naarmate de wereldwijde temperaturen daalden, zou de regenval maar liefst 15% kunnen dalen omdat er minder verdamping op de grond zou plaatsvinden, toonden de onderzoeksresultaten aan. De ozonlaag kan volgens de studie ook met maar liefst 32%uitputten.

En afhankelijk van waar de staking plaatsvond, konden de effecten nog ernstiger worden gevoeld, merkten de auteurs van de studie op.

“Onze resultaten tonen stofdeeltjes met een atmosferische levensduur van maximaal 2 jaar, kunnen meer dan 4 jaar na de impact een wereldwijde ‘impact winter’ veroorzaken,” zei Dai. “De abrupte impact winter zou ongunstige klimaatomstandigheden bieden voor planten om te groeien, wat leidt tot een initiële 20-30% vermindering van fotosynthese in terrestrische en mariene ecosystemen. Dit zou waarschijnlijk enorme verstoringen veroorzaken in de wereldwijde voedselzekerheid. ”

Hoewel moderne mensen geen asteroïde staking hebben meegemaakt, vergeleek DAI de milieu-effecten met andere ‘zonblokkerende catastrofes’, zoals grote vulkaanuitbarstingen.

De hoeveelheid globale koeling die in de studie is geschat, is vergelijkbaar met wat er is gebeurd wanneer Sumatra’s Mount Toba ervoer een superuitrustingbeschouwd als een van de grootste in de geschiedenis van de aarde, die 74.000 jaar geleden waarschijnlijk het wereldwijde klimaat verstoorde.

De onderzoeksresultaten komen goed overeen met de bestudeerde effecten van eerdere effecten in de geschiedenis van de aarde, zei Nadja Drabon, universitair docent aarde en planetaire wetenschappen aan de Harvard University.

“Veel van die effecten in het verleden waren aanzienlijk groter, waarbij hun effecten vaak ernstiger en langer durend waren,” zei Drabon. “(De) studie is bijzonder interessant, omdat het aantoont dat zelfs relatief ‘kleine’ effecten voldoende stof kunnen uitstoten om de fotosynthese ernstig te beperken, wat leidt tot ernstige problemen in de voedselketen. Wij geloven dat vergelijkbare gebeurtenissen eerder in de geschiedenis van de aarde plaatsvonden, maar met nog extremere verminderingen van de primaire productiviteit. ”

Drabon was niet betrokken bij deze studie, maar heeft onderzoek geschreven naar wat er zou kunnen zijn gebeurd toen een massieve ruimtersteen, geschat als de grootte van vier Mount Everests, meer dan 3,2 miljard jaar geleden op aarde geslagen.

Het meest onverwachte resultaat van de studie toonde ongewoon gedrag door mariene plankton. De onderzoekers verwachtten dat de kleine organismen snel zouden verminderen en langzaam zouden herstellen. Het Ocean Plankton zou echter waarschijnlijk binnen zes maanden zijn hersteld en daarna mogelijk zijn toegenomen “tot niveaus die niet eens worden gezien onder normale klimaatomstandigheden,” zei Dai.

“We waren in staat om deze onverwachte reactie op de ijzerconcentratie in het stof bij te houden,” zei studie co -auteur Axel Timmermann, die directeur is van de ICCP en een vooraanstaande professor aan de Pusan ​​National University, in een verklaring.

IJzer is een belangrijke voedingsstof voor algen, maar in gebieden zoals de Zuidelijke oceaan en de oostelijke tropische Stille Oceaan, het mineraal is niet in overvloed beschikbaar. Maar als het ijzergehalte in Bennu hoog is en over de oceaan wordt verdeeld, zou dit volgens de studie tot drie jaar ongekende bloemen van algen kunnen veroorzaken, met name de silicaatrijke soort die diatomeeën wordt genoemd, gedurende maximaal drie jaar.

De algenbloei zou ook zoöplankton aantrekken, die kleine roofdieren zijn die zich voeden met diatomeeën.

“De gesimuleerde buitensporige fytoplankton En zoöplanktonbloei kan een zegen zijn voor de biosfeer en kan helpen bij het verlichten van opkomende voedselonzekerheid met betrekking tot de langdurige vermindering van de terrestrische productiviteit, “zei Dai. “De exclusieve diatomeeënbloei kan echter een schadelijk effect hebben op de diversiteit van ecosysteem. Diatomeeën hebben bijvoorbeeld een concurrentievoordeel ten opzichte van kleine fytoplankton onder ijzerrijke omstandigheden in de zuidelijke oceaan. De uitgesproken diatomeeën bloemen kunnen de groei van kleine fytoplankton voorkomen. ”

De positieve reactie van sommige levensvormen, vooral eenvoudige, eencellige organismen, is iets dat in het verleden van de aarde is waargenomen, zei Drabon.

Vervolgens zijn de onderzoekers van plan om de reacties te modelleren die vroege mensen kunnen hebben op asteroïde stakingen, het simuleren van hun levenscycli en hoe ze mogelijk naar voedsel hebben gezocht.

“Het is belangrijk om te erkennen dat de effecten op de aarde onvermijdelijk zijn, het is gewoon een kwestie van wanneer en hoe groot ze zullen zijn,” zei Drabon. “Iedereen is op de hoogte van de dinosaurus-dodende impact. Kleinere effecten zijn echter veel meer kans om op te treden, en het bestuderen van hun effecten is dus cruciaal. ”