Klasické detektivky fungují tak, že z vraždy je podezřelá téměř každá postava. Zánik neptačích dinosaurů je v tomto směru hodně podobný. Dopad asteroidu Chicxulub a jeho následky vytvořily obrovskou škálu potenciálně smrtelných podezřelých. Kdo je skutečným vrahem? Obří ohnivá koule a mohutné tsunami? Divoké výkyvy klimatu? Globální požáry? Potemnělá obloha, která zastavila fotosyntézu? Nebo snad všechno dohromady?
Modelování těchto vlivů spolu s údaji o průběhu vymírání vedlo k řadě různých teorií o tom, co bylo rozhodující pro vyhubení tolika živočišných druhů. V nejnovějším pohledu na vymírání na konci křídy vědecký tým znovu prozkoumal usazeniny, které se ukládaly po dopadu, a zjistil, že většinu suti tvoří jemný prach.
Když se tento prach zahrne do klimatických modelů, pak globální teploty klesnou až o 25 °C, což po dobu bezmála dvou let způsobí zastavení fotosyntézy. Výsledky vědeckého bádání byly publikovány v pondělí 30. října v odborném časopise Nature Geoscience.
Menší prachové částice, než se čekalo
V atmosféře se toho v letech po dopadu dělo opravdu mnoho. Sutiny vyvržené při dopadu se mohly dostat do zemské atmosféry, a přitom shořet na jemné částice bohaté na síru. Teplo vzniklé tímto procesem mohlo vyvolat rozsáhlé požáry, které do směsi přidaly obrovské množství sazí. To vše se mísilo s prachem a úlomky vyvrženými při dopadu, které zůstaly v atmosféře.
To vedlo k myšlence „impaktní zimy“, kdy se na Zemi dostalo jen velmi málo slunečního světla, což vedlo k dramatickému poklesu teploty a potenciálnímu zastavení fotosyntézy. Obviňovány byly všechny tři hlavní složky prachu v atmosféře – saze, kamenné úlomky a částice bohaté na síru. Modelování vyvolalo otázky, zda některá z nich byla přítomna v dostatečném množství, aby způsobila impaktní zimu.
Aby vědci získali lepší představu o tom, co se vlastně dělo, znovu prozkoumali usazeniny v lokalitě Tanis v Severní Dakotě, kam bezprostředně po nárazu dopadly trosky z tsunami vynesené na pevninu. Přítomny byly také krystaly křemene, které se sem během několika hodin dostaly z místa dopadu. Nad všemi těmito vrstvami úlomků se nacházela vrstva prachu bohatá na iridium, která je z velké části tvořena křemičitanovými materiály, jež byly vyvrženy z místa dopadu a postupně se usazovaly v průběhu několika následujících let.
Vědci tyto vrstvy skenovali pomocí laserové difrakce, což jim umožnilo odhadnout velikost prachových částic, které vytvořily usazeniny. Ukázalo se, že průměrná velikost částic je podstatně menší, než jakou předpokládala většina výzkumů.
Menší velikost měla zásadní vliv na to, jak dlouho se prach udržel v atmosféře, a také na jeho interakci se slunečním světlem. Aby vědci pochopili, jak to mohlo ovlivnit události následující po dopadu Chicxulubu, použili svá zjištění v globálním klimatickém modelu.
Velké ochlazení
Vědci nechali model dosáhnout ustáleného stavu pro rozložení kontinentů a složení atmosféry na konci křídy. V závislosti na ročním období se globální teplota pohybovala mezi 15 a 19 °C. Poté do této atmosféry vnesli velké množství látek: křemičitý prach, saze a oxid siřičitý. Pro srovnání provedli také simulace s každým z těchto materiálů zvlášť.
Výsledky byly doslova dramatické. V nejextrémnějších projekcích klimatického modelu došlo k poklesu teplot až o 25 °C. Podmínky zůstaly „vážné“ po dobu nejméně pěti let a teploty se pohybovaly pod podmínkami před dopadem po dobu asi dvaceti let.
Každý typ materiálu zůstává v atmosféře různě dlouho a různým způsobem interaguje se světlem – jak s přicházejícím slunečním svitem, tak s infračerveným zářením putujícím ze Země do vesmíru. V důsledku toho je dopad této směsi odlišný od účinku jednotlivých typů částic v atmosféře. Zásadní je, že jemnější prachová zrna zůstala v atmosféře dvakrát déle než hrubší prach zkoumaný v dřívějších modelech.
Kromě radikální změny klimatu vědci odhadují, že globální zastavení fotosyntézy nastalo méně než dva týdny po dopadu. Po celém světě zůstala fotosyntéza zastavená nejméně 1,7 roku. K částečnému návratu došlo během léta na jižní polokouli, což odpovídá tomu, že vymírání bylo závažnější na severní polokouli. Fotosyntéza zůstala utlumena až čtyři roky po dopadu.
Výsledky pomáhají objasnit, proč může být řešení vědeckých záhad tak náročné. Stačila jen nepatrná změna velikosti částic vyvržených do vzduchu, aby se dramaticky změnila dynamika klimatu na několik následujících let. Doufejme, že časem údaje z dalších lokalit pomohou ujasnit složité události, které následovaly po dopadu.