Выброс 100-400 млн тонн пыли, глобальное похолодание на 4˚C — Ученые смоделировали последствия столкновения с астероидами для Земли

В свежем исследовании, проведенном учеными из Центра климатической физики Пусанского национального университета в Южной Корее, представлен новый сценарий изменения климата и влияния на жизнь на Земле в случае удара астероида среднего размера (~500 м).

Солнечная система содержит множество объектов с околоземными орбитами. Хотя большинство из них не представляют опасности для нашей планеты, некоторые астероиды, такие как Бенну, имеют незначительную вероятность столкновения с Землей. Последние исследования показывают, что Бенну, имеющий диаметр около 500 м, может столкнуться с Землей в сентябре 2182 года с шансом 1 к 2700, что сопоставимо с вероятностью 11-кратного подбрасывания монеты с одинаковым результатом.

Согласно моделям, столкновение приведет к выбросу сотен миллионов тонн пыли в верхние слои атмосферы.

Используя суперкомпьютер, ученые провели различные сценарные симуляции возможного удара астероида Бенну по Земле. Результаты показали, что выброс пыли массой от 100 до 400 миллионов тонн вызовет значительные изменения в климате, химическом составе атмосферы и фотосинтетических процессах в течение следующих 3-4 лет. В наиболее оптимистичном сценарии наблюдается резкое падение температуры на 4˚C, уменьшение осадков на 15% и значительное разрушение озонового слоя до 32%. На региональном уровне эти изменения могут быть ещё более острыми. Доктор Лан Дай отметил: «Сильное похолодание создаст неблагоприятные условия для роста растений, что приведет к уменьшению фотосинтеза на 20-30% как в наземных, так и в морских экосистемах, что может существенно нарушить глобальную продовольственную безопасность».

Когда исследователи проанализировали результаты океанического моделирования, они были удивлены, обнаружив, что планктон ведет себя иначе, чем ожидалось. В отличие от наземной флоры, планктон в океане восстановился всего за 6 месяцев и даже достиг уровней, которые не наблюдаются в нормальных климатических условиях.

Ученые связывают эту неожиданную реакцию с концентрацией железа в выбрасываемой пыли. Железо — это важное питательное вещество для водорослей, и в некоторых регионах, таких как Южный океан и восточная часть тропической зоны Тихого океана, его содержание крайне низкое. В зависимости от содержания железа в астероиде и земных материалах, которые будут выброшены в стратосферу, регионы, испытывающие дефицит питательных веществ, могут получить биодоступное железо, что вызовет бурный рост водорослей. Компьютерные модели предполагают, что морская продуктивность после удара будет наиболее заметной в водах, богатыми силикатами, где доминируют диатомовые водоросли. Их цветение привлечет большое количество зоопланктона, который питается этими водорослями.

Изменения климата и экосистемы после выброса 400 миллионов тонн пыли в результате удара астероида Бенну. Изменение температуры поверхности (вверху слева), количество осадков (вверху справа), изменение чистой первичной продуктивности на суше (внизу слева) и на море (внизу справа) в течение первых 24 месяцев и с 10 по 38 месяц после столкновения по сравнению с контрольным моделированием.

Масштабное цветение фитопланктона и зоопланктона может оказаться полезным для биосферы, помогая справиться с проблемой продовольственной безопасности, возникшей из-за длительного снижения продуктивности на суше.

По оценкам, астероиды среднего размера сталкиваются с Землей примерно раз в 100-200 тысяч лет. Это означает, что наши предки, возможно, уже пережили некоторые такие события, которые могли оказать влияние на эволюцию человека и даже на нашу генетическую структуру.