Soudný den dinosaurů  
Takové zrůdy a nestvůry tvořila země – Marně, neboť jim příroda nedala vzrůsti; Nemohly dojíti sladkého rozkvětu věku, Ani nalézti potravu, ani se pářit. … Jistěže tenkráte vymřelo nemálo druhů, Nemohly se množit a zachovávati. Každé zvíře, jež na živném povětří žije, Každou tu čeleď chránila od chvíle zrodu Lest nebo bojovnost, nebo konečně rychlost… (Titus Lucretius Carus)

 

Úvodní citace je z díla O podstatě světa (Zpěv V.: Genesis), přibližně z roku 60 př.n.l. (překlad Julie Nováková, nakladatel Jan Pohořelý, Praha 1945).

Píše se právě rok 66.038.000 před současností[1]. Možná o několik tisíciletí víc, možná méně. Každopádně však ne o víc než 11 tisíc let. Většina světových kontinentů je nyní pokryta bujnou tropickou vegetací, které již dávno dominují krytosemenné kvetoucí rostliny. Teplota je v průměru o několik °C vyšší než dnes, což vyhovuje dominantní složce světové megafauny – neptačím[2] dinosaurům, krokodýlům, želvám, vývojově primitivním ptákům, velkým mořským plazům a ptakoještěrům. Savci, první ptáci moderního typu i ještěrovití plazi jsou zatím většinou jen malí tvorové, kteří ve dne nemohou konkurovat pánům tvorstva. Mezi ty patří i dravý teropod Tyrannosaurus rex, s délkou 13 metrů a hmotností slona jeden z největších suchozemských predátorů všech dob. Obří rohatý dinosaurus Triceratops prorsus zase patří k nejpočetnějším dinosaurům, žije totiž ve stádech o mnoha stovkách jedinců. Kachnozobí edmontosauři, tlustolebí pachycefalosauři a obrnění ankylosauři představují další dinosauří zástupce ekosystémů pozdní svrchní křídy v Severní Americe[3]. Dinosauři však dosud dominují také ve východní Asii, západní Evropě i jinde. Nic zatím nenasvědčuje možnosti, že by jejich svět měl v brzké době skončit[4]. Éra dinosaurů se už ale po téměř 140 milionech let dominance[5] chýlí ke svému závěru – období velkých plazů má ukončit obří vetřelec z kosmu. Zbloudilý kamenný poutník, který se na svoji cestu k Zemi vydal již před desítkami milionů let. Sám vznikl při jakémsi dávném velkém impaktu a je nejspíš členem rodiny Flora, kamenných asteroidů z vnitřní části hlavního pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem (ve vzdálenosti 2.17 až 2.33 AU od Slunce)[6]. Ze stejné skupiny pochází například také proslulý asteroid 951 Gaspra, navštívený a poprvé fotografovaný sondou Galileo v roce 1991[7]. Asteroid, zvaný dnes Chicxulub (tak je označován onen impaktní kráter, ale pro jednoduchost nazývejme stejně i planetku), podle městečka ležícího nedaleko epicentra dopadu, měří v průměru asi deset kilometrů a váží přibližně šest set miliard tun, možná i více. Právě nyní se již oněch zhruba 800 kubických kilometrů horniny nezadržitelně blíží k planetě, obývané našimi savčími předky…a posledními dinosaury. Nezbývá jim už ani jeden křídový den – den, který vlivem rychlejší zemské rotace tehdy trval pouze 23 hodin a 36 minut, tedy zhruba o dvacet minut méně než dnes.

 

 

Zvětšit obrázek
Dinosauří kostry. Od levého horního rohu ve směru hodinových ručiček: Microraptor gui, Apatosaurus louisae, Stegosaurus stenops, Triceratops horridus, Edmontosaurus regalis, Gastonia burgei. (Kredit: J. Spencer, Tadek Kurpaski, Daderot, EvaK, Domser, Captmondo. Koláž: Matthew Martyniuk , Wikimedia Commons)

Nešťastný pozorovatel na Zemi by zřejmě dlouho – do posledního dne před dopadem – neviděl nic mimořádného. Na nočním nebi by se asi tři dny před dopadem, když byl asteroid asi 6 milionů kilometrů daleko, nejprve objevila jen další „hvězda“, malý bodový zdroj světla, který by se svojí září podobal okolním velmi slabým hvězdám. Se zmenšující se vzdáleností by ale jasnost nové „hvězdy“ sílila a po nějaké době – ve vzdálenosti asi 1,5 milionu kilometrů, tedy necelý den před dopadem – už by se vyrovnala hvězdám například současného Velkého vozu (magnituda kolem +2). Ve vzdálenosti Měsíce už by se vyrovnal nejjasnějším hvězdám. Tehdy do dopadu zbývalo už jen přibližně pět hodin. V ještě menší vzdálenosti (necelých 100 000 kilometrů od Země, tedy zhruba hodinu před dopadem) by však desetikilometrový asteroid[8] představoval třetí nejzářivější objekt na obloze – hned po Slunci a Měsíci v úplňku (pokud v době impaktu nad Mexickým zálivem právě úplněk byl). Ve vzdálenosti dvou zemských průměrů, tedy 30 000 kilometrů od Země, byla magnituda tělesa již -6,5, tedy více než u jakékoliv planety. Ve výšce 1500 kilometrů nad zemí (75 sekund do dopadu) je již objekt jasnější než Měsíc v úplňku. Všechny tyto jevy jsou však patrné pouze na noční obloze. O kolizi se Zemí by již svědčil pouze neklamný fakt, že se s postupujícím časem nijak výrazně neměnil úhlový posun objektu na obloze. Těleso se zjevně nacházelo na kolizní dráze a již pouze na rotaci planety záviselo místo a částečně i úhel jeho dopadu. Asteroid, či česky správněji planetka, se nyní nachází těsně nad svrchními vrstvami zemské atmosféry. V tuto chvíli je již nepřehlédnutelný. Pokud se nacházíte ve vyšších zeměpisných šířkách, zmizí vám ještě před dopadem daleko za horizontem. Nacházíte-li se však blíže místu dopadu, přibližně u 20° zeměpisné šířky v oblasti současného Karibiku, pak budete svědky děsivé podívané. Posel smrti se již blíží strašlivou rychlostí od jihozápadu.


Kdyby byl asteroid podstatně menší, brzdný efekt vrstev vzduchu v atmosféře by jej zpomalil a těleso by nakonec mohlo explodovat v bezpečné výšce nad zemí (jak se to stalo nejspíš i v letech 1908 nad říčkou Podkamennou Tunguskou a v roce 2013 nad Čeljabinskem). Téměř bilión tun těžká hora kamene (zřejmě šlo o tzv. uhlíkatý chondrit) však nemůže být zadržena ničím. Poslední možnou ochrannou hradbu představoval náš Měsíc, asteroid jej však v dostatečné vzdálenosti minul. Při průletu atmosférou rychlostí kolem 20 kilometrů za sekundu (asi 20krát rychleji než vystřelený náboj z pušky) se rozžhaví a doslova prorazí ohromný tunel do vrstvy plynů. Již v té chvíli silně přezařuje Slunce. Za pouhých několik vteřin (snad pět) proletí stovky kilometrů zemskou atmosférou. Do povrchu planety narazí na otevřeném moři, v mělkých vodách jižně od pevniny zvané Laramidie (dnes západ severoamerického kontinentu). Pod ostrým úhlem 30° dopadne přesně tam, kde nyní vybíhá severní cíp poloostrova Yucatán do Mexického zálivu. Epicentrum dopadu a tedy i budoucího kráteru leží dnes pod přístavním městečkem Progreso u pobřeží Campeche, s přesnými souřadnicemi 21°16’48“ severní šířky a 89°40’12“ západní délky[9]. Místo dopadu je poměrně strmým dnem mělké mořské nádrže o průměrné hloubce asi 650 metrů. Pro život na Zemi je velmi nešťastnou okolností, že sedimenty na dně obsahují značné množství síry. Právě to bude hrát velkou úlohu po odeznění nejhorších důsledků dopadu. Avšak nepředbíhejme – asteroid se právě po svém věky dlouhém vesmírném putování sráží s povrchem planety Země.


 

Zvětšit obrázek
Triceratops ve Smithsonian museum of Natural History. (Kredit: Quadell, Wikipedia)

Za strašlivých vizuálních i akustických efektů se při dopadu veškerá voda v okruhu budoucího Mexického zálivu doslova vypaří. Hned po nárazu bude život v širokém okolí zabíjet intenzivní záření, která se vyrovná jasu milionu Sluncí. Tato záře bude pozorovatelná do vzdálenosti kolem 5000 kilometrů na všechny strany. Do vzdálenosti 800 kilometrů je radiace dokonce natolik intenzivní, že projde i živou tkání velkých zvířat. Všichni živočichové vystavení tomuto záření nejspíš okamžitě oslepnou a skrz jejich těla (s výjimkou kostry) je na chvíli vidět jako přes tenký papír. Rychlostí několika stovek metrů za sekundu se také šíří jeden z nejhlasitějších zvuků, které kdy na Zemi v poslední půlmiliardě let zazněly. I samotná zvuková vlna dokáže účinně zabíjet na velkou vzdálenost. Rychlejší jsou ale termální a tlaková vlna, které šíří zkázu na vzdálenost stovek kilometrů v řádu minut. Objekt o velikosti tohoto asteroidu, letící nejméně desetkrát rychleji než zvuk, po nárazu způsobí, že se povrch v místě dopadu chová jako kapalina. Gigantický kráter, jehož okraje dosáhnou výšky vrcholků Himalájí a jeho plocha přesáhne svojí rozlohou celou Moravu se Slezskem, je kompletně dotvořen za pouhých 300 až 600 sekund, tedy ne více než deset minut.


Následky dopadu jsou děsivé. Celá Země na chvíli rezonuje a nárazové vlny se šíří jejím nitrem. Brzy vyvolají nepředstavitelně silná celosvětová zemětřesení a přivedou k životu spící i průběžně aktivní sopky. Samotný asteroid už v tuto chvíli neexistuje, doslova se přetaví a odpaří. Spolu s ním je vyzdvihnuto a vysoko do atmosféry vyvrženo přes 300 000 kilometrů krychlových horniny svrchní zemské kůry. Neuvěřitelných 100 miliard tun se jí v krátké době doslova vypaří. V místě nárazu na okamžik stoupne teplota na strašlivých 10 000 – 20 000 °C, tedy asi třikrát více, než kolik je na povrchu Slunce. Plyn se v těchto extrémních podmínkách mění v plazmu. Uvolněná energie, rovnající se 100 milionům megatun TNT, počíná své dílo zkázy. I ta nejsilnější atomová bomba v dějinách[10] uvolní v roce 1961 dvoumilionkrát méně energie než tento dopad. Gigantický hřib prachu a úlomků horniny stoupá vysoko do horních vrstev atmosféry. Má podobu temného sloupu s neuvěřitelnou výškou a hustotou, proti které jsou i ty největší atomové „hřiby“ pouhým obláčkem. Teplota v okolí sloupu dosahuje 8500 °C a je vidět nejdříve stovky a později i tisíce kilometrů daleko. Díky mělké trajektorii dopadu se tlaková vlna šíří především nahoru a do stran. Zemětřesení na jižním pobřeží severoamerického subkontinentu dosahuje snad 11. – 13. stupně Richterovy škály – je přinejmenším stokrát silnější než největší zemětřesení, jaké zatím člověk v historii poznal[11]. Těžké nákladní automobily nebo domy by v tuto chvíli létaly vzduchem jako zmačkané kusy papíru. Stejný osud potkává obří sauropodní dinosaury, jako jsou alamosauři[12], žijící dosud v oblasti současného Nového Mexika. Seizmické vlny vyvolávají silná zemětřesení po další dlouhé měsíce. Do vzdálenosti 800 kilometrů od dopadu se teplota zvyšuje na 300 °C, tedy více než kolik je například v kuchyňské troubě. Dinosaurům i dalším živým tvorům v kritické vzdálenosti se doslova odpaří tekutiny a následně i samotná kůže z těla. V okamžiku se uškvaří nebo je krátce nato zabije některý z dalších efektů, vyvolaných dopadem. Oblak prachu a žhavého vzduchu se zpočátku žene od místa nárazu závratnou rychlostí až 160 000 km/h. Bezmála tři sta metrů vysoké vlny tsunami za několik hodin zpustoší všechna blízká pobřeží do hloubky desítek kilometrů.


 

Zvětšit obrázek
Bob Bakker v Houston Museum of Natural Science (HMNS) spolu s Gorgosaurusem (vlevo) . Kredit: Ed Schipul , Wikipedia

A to je pouze začátek. Žádný větší organismus, který se nemůže schovat dostatečně hluboko pod hladinu nebo pod zem, nepřežije kataklyzma, které se rozpoutalo ve vzdálenosti do 1800 kilometrů od místa dopadu. Až do vzdálenosti 4000 kilometrů je ale téměř okamžitě zapálena veškerá vegetace. Vlna horka a tlaku uvolněného při dopadu se pohybuje rychlostí přes 1000 km/h, s narůstající vzdáleností však její rychlost rapidně klesá. Rychlost větru mnohde dosahuje hodnoty přes 250 km/h. Stovky kilometrů od místa dopadu se začínají vracet na zem alespoň některé z vyvržených hornin – jsou to stovky tun vážící balvany velikosti domů, které padají z nebe nadzvukovou rychlostí. V tuto chvíli už výrazně potemnělo, rozptýlený prach zakryl sluneční svit (pokud je na západní polokouli právě den) a atmosférické plyny začíná v „prostřeleném“ tunelu v atmosféře nahrazovat vodní pára a další plynné evaporáty. Troposféra se náhle podobá dobře zastíněnému skleníku. Daleko od místa dopadu prší rozžhavené kusy horniny, sférule a impaktní tektity, které zapalují vše, co snad dosud ještě nevzplálo. Některé doletí do vzdálenosti přes 6500 kilometrů, tedy tolik, kolik dělí současný New York a Prahu. Teplota ve vyšších vrstvách atmosféry stoupne krátkodobě až na 1500 °C, u povrchu pak činí asi desetkrát méně. Jedinou ochranu živočichům poskytuje dostatečně hluboká voda, jeskyně nebo podzemní úkryty. Vzdálenost 13 tisíc kilometrů do současného Mongolska překoná rozžhavený prachový oblak za pouhých 45 minut, tedy průměrnou rychlostí kolem 18 000 kilometrů v hodině (téměř dvacetkrát rychleji než běžné letadlo, například z Prahy do Londýna by dnes touto rychlostí trval přesun jen 4 minuty). Teplota již i na opačné straně Země dosahuje asi 70 °C, prakticky všichni živočichové s tělesnou hmotností nad 25 kilogramů, kteří včas nenalezli úkryt, okamžitě umírají.


Zhruba za dvě hodiny již obejme smrtící náruč prachového mračna celou planetu. Fotosyntéza postupně ustává a rostliny přestávají asimilovat, vytvářet kyslík a produkovat organickou hmotu, zabudovanou do vlastních tkání. Brzy tak začíná hynout celá makrofytocenóza, mizí lesy s krytosemennými dřevinami i bylinami a nahosemennými jehličnany. Silně klesá schopnost rostlin vázat atmosférický oxid uhličitý a jeho obsah v atmosféře stoupá. To přináší další zvětšení skleníkového efektu a přispívá k nerovnováze v koloběhu prvků a organických živin. Ale zpět do doby krátce po dopadu. Zhruba po pěti hodinách se konečně začíná rozplývat prachové mračno, sluneční svit ale není nijak výrazný. V atmosféře nyní obíhají miliardy tun prachových částeček, které jej efektivně zastiňují. V semiaridních oblastech pouští a polopouští se uvolňují gigantické super-bouře, které ženou horký písek do velkých výšek a opět zvyšují teplotu na víc než 100 °C. Nejdramatičtější události nicméně pomalu doznívají, devastační účinky dlouhodobého charakteru se však teprve uvádějí do chodu. Bilance zkázy v živé přírodě je strašlivá. Již za první den následující po dopadu zřejmě zahynulo až 99 % větších živočichů a prakticky zmizela rostlinstva na velkých plochách všech kontinentů. Některé skupiny organismů mizí zcela, většinou však ztráty biodiverzity nepřesahují zhruba 50 %. Představa téměř totálního vyhubení většiny organismů je zcela nesmyslná – například paryby neztrácí víc než pětinu své druhové rozmanitosti, u kostnatých ryb pak dokonce biodiverzita po přelomu K/T[13] události překračuje 90 %.

 

Spustit animaci
Animace zobrazující průběh a účinky dopadu asteroidu Chicxulub, zejména pak zformování impaktního kráteru. Pro lepší představu o rozměrech postačí srovnání s rozlohou naší republiky. Vzniklý kráter by totiž zabral celé území Moravy a Slezska. Kredit: University of Arizona, Space Imagery Center (Wikimedia Commons)

Po celé další měsíce a roky dopadá na zemský povrch kyselý déšť s příměsí kyseliny dusičné, způsobený termálním šokem v atmosféře. Vzhledem k tomu, že horniny v místě dopadu zahrnovaly také značná množství anhydritu (síranu vápenatého, CaSO4), bylo do stratosféry uvolněno také ohromné množství sirnatých par. Ty zde způsobily vznik aerosolů s obsahem síry a nakonec dopadly zpátky na zem v podobě enormního množství sirnatých kyselých dešťů. Podle nejuznávanějších propočtů bylo takto uvolněno asi 7.5×1016 až 6.0×1017 gramů síry. Nejdříve spálená a brzy nato jedovatým deštěm promočená země se na mnoha místech stala až do hloubky prakticky sterilní a pro složitější formy života zcela nevhodná. Půdní společenstva pedosféry byla na mnoha místech poškozena, ale nikoliv zcela zničena, jak dokládá objev ichnofosilních[14] struktur v podobě zkamenělých půdních chodbiček tehdejších kroužkovců. Vymírají však mnozí drobní bezobratlí živočichové nad zemí – například blanokřídlý hmyz, jakým jsou včely, je zřejmě těžce zasažen a prochází výraznou ztrátou své biodiverzity (druhové rozmanitosti)[15]. Ztráty v druhové rozmanitosti hmyzu jsou také dobře patrné na fosilních otiscích listů, na kterých po dobu 1,7 milionu let od dopadu prakticky zcela chybí stopy okusu od býložravých členovců.


Sluneční světlo je téměř zcela zastíněno na dobu od 1 do 6 měsíců. Fotosyntéza zcela ustává po dobu asi 2 až 12 měsíců. Silně poškozena je také ozónová vrstva, která trpí zejména vyvržením velkého množství chloru a brómu vysoko do atmosféry. Je možné, že dopad uvolnil až pětinásobné množství chloru, nutného ke zničení této ochranné vrstvy Země. Před smrtonosným zářením z okolního vesmíru pak biosféru ochránil zejména prach, saze a oxid dusičitý (NO2), pohlcující ultrafialové záření a zároveň také síranové aerosoly, které účinně rozptýlily další druhy přicházejícího záření. Prachové částečky se potom usadily poměrně rychle (snad v řádu týdnů), aerosoly se ale vysrážely nejspíš až za několik let. Ještě větším problémem však byly skleníkové plyny, které dopad rovněž uvolnil v ohromném množství. Oxid uhličitý, vodní páry a metan přispěly ke skleníkovému efektu, jež na dlouhá desetiletí oteplil celý povrch planety v rozmezí 1 – 7,5 °C. Krátce po dopadu se naopak prudce ochladilo, neboť nastal efekt tzv. nukleární zimy. Teploty oceánů poklesly v průměru asi o 2 °C, místy dokonce až o 7 °C[16]. Období snížených teplot trvalo snad několik málo měsíců až let, ale stačilo prakticky vyhladit všechna teplomilná společenstva ekologicky specializovaných rostlin i živočichů. Nově se objevují také další doklady o intenzitě zkázy – již v prvním roce po impaktu byla v blízkosti dnešního Haiti naakumulována masivní vrstva vegetace, stržená vzedmutými proudy vody.


 

Zvětšit obrázek
Část Yucatánského poloostrova s vyznačením někdejšího impaktního kráteru Chicxulub. Satelitní snímek odhalil mj. také korelaci mezi výskytem cenotů (krasových závrtů zčásti zaplněných vodou) a okrajem někdejšího kráterového valu. Po 66 milionech let jsou již prakticky jediným povrchovým důkazem přítomnosti kráteru. Kredit: NASA/JPL-Caltech, Wikimedia Commons

Intenzivní narušení struktury oceánského dna přináší časté sesuvy a podmořská zemětřesení, vedoucí k dalším vlnám megatsunami. Ty zlikvidují jakékoliv případné zbytky regionálních ekosystémů na pobřežích v délce desítek tisíc kilometrů. Megatsunami vyvolané dopadem byly vysoké 100 až 300 metrů a rozrušily podmořské dno až do hloubky kolem 500 metrů. Drtivou silou dopadly tyto gigantické vlny na pobřeží dnešního Texasu a okolních států asi 5 až 10 hodin po impaktu (dříve, než byla oblast zasypána také šokem přeměněnými horninami – tektity). Znovu probuzené supervulkány na indickém ostrově (Indie se tehdy jako obří ostrov vlivem tektoniky teprve plavila na sever směrem k eurasijské desce) zuří a dotvářejí Dekkanské trapy (masivní vrstvy čediče a bazaltu o mocnosti kolem dvou kilometrů). V pórech zemské kůry se na mnoha místech shromažďují ohromná množství plynů, jako je metan nebo sirovodík. Na místě dopadu, kam již nyní lze dohlédnout, se tyčí ohromný kruhový val, mající podobu pohoří. Gigantická prohlubeň o průměru téměř dvě stě kilometrů a hloubce dvacet kilometrů (o osm kilometrů více, než nejhlubší člověkem provedený vrt) zde stojí jako němý monument jedné z největších katastrof v dějinách života na Zemi. Jen tloušťka vyvrženého materiálu u samotného kráteru dosahovala 600 až 800 metrů (jako dvě Eiffelovy věže na sobě) a ještě ve vzdálenosti 600 kilometrů byl povrch pohřben pod 50 až 300 metry vyvržené horniny. Dokonce i ve 2000 kilometrů vzdáleném Coloradu pokryje zemi vrstva prachu o několikacentimetrové tloušťce. Nic, co člověk ve své historii zaznamenal, se ani vzdáleně neblíží těmto efektům. I nejsilnější známá exploze vulkánu v dějinách planety, která se odehrála v období mladších třetihor (asi před 27 miliony let), byla mnohem slabší. Tehdy supervulkán La Garita Caldera, nacházející se na území Colorada, vyvrhl na 5000 km3 horniny a explozí byla uvolněna energie rovná 240 000 megatun TNT. Dopad asteroidu na konci křídy byl však ještě 400krát silnější[17]. Navíc dnes známe i další menší krátery, které naznačují dopad jiných asteroidů o průměru 1-3 kilometrů přibližně ve stejné době[18]. Některé nové studie však naznačují, že indické sopky odstartovaly vlnu vymírání již přibližně 250 000 let před dopadem planetky (výrazná vlna výlevů nastala asi před 66.288 miliony let).


Při svých rozměrech je čerstvý kráter Chicxulub dobře vidět i z vesmíru (ještě dnes má při průměru 180 km[19] – vzdálenost Hradce Králové a Ostravy – hloubku 900 metrů). Také z povrchu Měsíce (tehdy o nějaký ten tisíc kilometrů blíže k Zemi než dnes) skýtala srážka úžasnou podívanou – pokud by se jí snad nějaký pozorovatel tehdy mohl těšit. Opačně tomu bylo zhruba o 42 milionů let dříve, kdy se z jedné polokoule Země dal pozorovat dopad asteroidu, který na přivrácené straně našeho satelitu vytvořil nápadný kráter Tycho. Ten je ovšem nejméně o polovinu menší než Chicxulub[20]. Na rozdíl od Měsíce však zemská atmosféra, činnost organismů a koloběh vody na Zemi postupně veškeré struktury typu impaktních kráterů zarovnávají pod povrch a ničí. Z ohromného kráteru se přibližně za milion let stal mořský záliv, opět zarostl bujnou vegetací a klesl na úroveň mořské hladiny. Dnes je kráter pohřben pod více než kilometrovou vrstvou mladších sedimentů. Kráterové valy jsou dodnes patrné i při satelitním snímkování, ačkoliv je samotná struktura již stovky metrů pod povrchem. Mohou za to cenoty – krasové útvary s podzemní vodou, které vznikly jako prohloubeniny na okrajích někdejšího valu[21]. Staří Mayové je před staletími využívali jako magická místa pro své rituály a oběti, dnes jsou spíše rájem movitých potápěčů a speleologů. V posledních letech již bylo vyvinuto mnoho úsilí, aby byly cenoty (kterých je registrováno nejméně 2241) zahrnuty mezi přísně chráněné přírodní objekty[22]. Jsou dobře vidět dokonce i na satelitních snímcích na Google Maps – jen si je zkuste najít sami.

 

Video: Záznam přednášky holandského geologa Jana Smita z Univerzity v Amsterdamu na téma katastrofy K-T a role asteroidu Chicxulub v této dávné události (2011).


Měsíc po srážce již naše planeta vypadala podstatně jinak. Začínala právě éra třetihor (či nověji – paleogénu nebo kenozoika) a většina souší i moří byla téměř bez života (alespoň na úrovni větších organismů s hmotností v řádu desítek kilogramů). Přežili prakticky jen drobní tvorové maximálně o velikosti kočky nebo menšího psa. Spálená země hostila nadlouho pouze vegetaci pyrofytních kapradin, které jediné dokážou najít dostatek živin i na spálené půdě. Všude byl cítit silný odér požárů, spálených těl a jedovatých výparů. Miliony velkých mrtvol zejména dinosaurů se rozkládaly a hnilobným zápachem přispívaly k děsivé scenérii právě ukončené éry. V okolí dopadu ještě stovky nebo snad tisíce let nežije nic většího než kroužkovci, podobní dnešním žížalám. Neptačí dinosauři snad ještě živoří v menších roztroušených populacích, jsou již ale příliš zdecimováni na to, aby mohli projít další evoluční radiací a opět ovládnout pevninské ekosystémy planety. Je však nepochybné, že nevyhynuli již před dopadem asteroidu, jak se také někteří vědci dříve domnívali[23]. Zkameněliny údajných třetihorních dinosaurů jsou sice hlášeny z americké Montany a Nového Mexika, zřejmě se ale jedná jen o fosílie druhotně uložené v mladších sedimentech[24]. Devastace ekosystémů je však nerovnoměrná. Některé druhy živočichů (např. obojživelníci, kroužkovci) a rostlin (nahosemenné dřeviny) nebyly zasaženy tak těžce jako jiné. Plošná likvidace vegetace na mnoha místech nicméně způsobila těžké ztráty biodiverzity většiny organismů. Převažujícím druhem rostlin se na dlouho staly kapradiny a odolnější krytosemenné rostliny, v místech bez jejich předchozího výskytu pak vývojově primitivní mechorosty a symbiotické lišejníky. Původní klimaxové (plně ekologicky ustálené) ekosystémy nahradila oportunistická společenstva s odolnějšími druhy rostlin. Tento stav mohl přetrvávat stovky nebo několik tisíc let, což plně postačilo k vyhynutí do té doby dominantní megafauny. Silně poškozen byl také globální cyklus uhlíku, k jehož nápravě došlo podle odhadů až zhruba za 130 tisíc let (+- 50 tisíc). Ještě horší situace pak panovala na dně oceánů, kde se přísun organických látek z vyšších vrstev vodního sloupce stabilizoval možná až za 3 miliony let.


Ekologická zkáza je dokonána. Po zemi se potulují už jen poslední žalostné zbytky populací dinosaurů a snad i ptakoještěrů[25], v mořích vymírají poslední mosasauři a plesiosauři. Také savci a ptáci jsou zasaženi, za několik milionů let po dopadu však podstoupí velkou evoluční radiaci a vytvoří množství forem, které naprosto ovládnou uvolněné ekologické niky planety. Teprve po milionu let od dopadu porůstá tuto oblast znovu zdravý a bujný tropický prales. Monumentální kráter je stále dobře viditelný, ale jeho nemilosrdná destrukce vlivem činnosti navrátivších se živých organismů a atmosféry již probíhá. V době, kdy asi před patnácti tisíci lety dorazil do této oblasti člověk, je kráter již dávno pohřben pod kilometrem sedimentů. O jeho existenci nemají tušení ani Mayové, kteří někdy před dvěma tisíciletími nazvou toto místo Chicxulub – „ďábelská blecha“. Až v roce 1978 odhalí americký geofyzik Glen Penfield při geoseizmickém průzkumu pro mexickou naftařskou společnost Pemex ohromnou kruhovitou strukturu do té doby neznámého impaktního kráteru[26]. Zhruba ve stejné době odkrývá geolog Walter Alvarez vrstvičku těžkého kovu iridia v sedimentech z konce křídy u italského města Gubbio (provincie Perugia)[27]. Zabiják dinosaurů a kosmický vetřelec, který ukončil nejslavnější éru života v dějinách naší planety byl zhruba 660 400 milénií po svém dopadu konečně odhalen. Dnes máme k dispozici tak velké množství přesvědčivých dokladů o dopadu velkého asteroidu na konci druhohor, že pochybovat o něm je prakticky nemožné. Chicxulub je sice až třetím největším známým impaktním kráterem na Zemi[28] (větší jsou pouze jihoafrický Vredefort a kanadský Sudbury o stáří kolem 2 miliard let), je však geologicky mnohem mladší a svědčí o katastrofické události, která stála doslova na prahu dvou světů – jednoho opanovaného dinosaury a druhého, jejž nakonec ovládl člověk.


Za to, že se již posledních 66 milionů let podobně velká kolize neodehrála (ačkoliv menší asteroidy dopadaly v poměrně velkém množství), vděčíme zejména našemu tichému ochránci Jupiteru. Tato ohromná plynná planeta o hmotnosti 318krát větší než má Země nevědomky působí jako strážce vnitřních kamenných planet Sluneční soustavy a svojí ohromnou gravitační silou zachytává nebo vychyluje většinu těles, která by se s naší mateřskou planetou mohla srazit. Paradoxně ale máme za co být vděční i samotnému asteroidu z konce křídy. Ačkoliv se to zdá zvláštní, vděčíme této již dávno zaniklé „vesmírné skále“ za mnohé, dokonce i za naši prostou existenci[29]. Kdyby se totiž se Zemí nesrazila a nezpůsobila vyhynutí velkých neptačích dinosaurů, pak by se celá evoluce savců, zejména pak řádu primátů a tedy i člověka výrazně opozdila. Existují domněnky, že v inteligentní formu života se mohli vyvinout dokonce i někteří teropodní dinosauři, pokud by měli dostatek evolučního času[30]. Pravděpodobnější však je, že by úrovně vyspělosti člověka nikdy nedosáhli. Na scénu bychom však nepochybně vstoupili až o mnoho milionů let později. Ale evoluční proces je hazardní a zcela nevypočitatelná hra. Možná bychom dokonce nevznikli nikdy. Před sedmi miliony let by se tak v Africe neobjevili první po dvou kráčející hominini[31]. Nevznikli by australopitékové, následně ani člověk zručný, africký kontinent by nikdy neopustil člověk vzpřímený. Svůj oštěp a malířskou hlinku by nepozvedl náš předek, archaický Homo sapiens. Nikdy bychom nevytvořili civilizaci a kulturu v užším smyslu slova. Nesestavili bychom první jednoduché kalendáře, nepochopili ani ta nejzákladnější tajemství okolního vesmíru. Nepřečetli bychom svůj vlastní genom, nesestoupili až na dno Mariánského příkopu a neodkryli svůj původ díky správné interpretaci zkamenělin. Na Zemi by nejspíš dnes neexistovala žádná forma života, která by získala pokročilé uvědomění sebe sama. Nikdo by tak nemohl odhalit nebezpečí, které nám z vesmíru přibližně jednou za 100 milionů let hrozí…


Zkrácená a pozměněná část textu vyšla v podobě článku Soudný den dinosaurů také v letošním listopadovém čísle časopisu Tajemství vesmíru (vyd. Extra Publishing).

 

Odkazy:
http://en.wikipedia.org/wiki/Chicxulub_Crater
http://www.space.com/19681-dinosaur-killing-asteroid-chicxulub-crater.html
http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/Chicxulub.html
http://www.lpi.usra.edu/science/kring/epo_web/impact_cratering/Chicxulub/Chicx_title.html
http://palaeo.gly.bris.ac.uk/communication/hanks/eff.html
http://newswatch.nationalgeographic.com/2010/03/04/asteroid_terminated_dinosaur_era_in_days/
http://www.jpl.nasa.gov/asteroidwatch
http://www.passc.net/EarthImpactDatabase/chicxulub.html
http://www.everythingcozumel.com/naturalhistory/ChicxulubCraterdinokiller.pdf
https://www.princeton.edu/geosciences/people/keller/publications/pdf/KellerEarthLife2012.pdf
http://eesc.columbia.edu/courses/w4937/Readings/Schulte.etal.2010.pdf
http://www.lpi.usra.edu/science/abramov/papers/abramov_kring_2007.pdf
http://www.arm.ac.uk/~ambn/356.pdf
http://www.uni-muenster.de/GeoPalaeontologie/Geologie/Sedi/pdf/Bahlburg%20et%20al_in%20press_Low%20energy%20deposition%20in%20the%20Chicxulub%20crater%20during%20the%20impact%20to%20post-impact%20transition.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=5qJPTjMnwNk
https://www.youtube.com/watch?v=Dcp0JhwNgmE
…a další

 


Poznámka autora: Jednotlivé číselné údaje o asteroidu i následných efektech po jeho dopadu mohou být jen přibližné (mnohdy se fyzikální, chemické a biologické údaje a data liší i v současných vědeckých studiích, které se z různých pohledů tomuto tématu věnují). Pro celkové hlubší pochopení vymírání na konci křídy je nezbytný přístup mnoha vědních oborů, od astronomie až po palynologii a ekologii. Je však jisté, že v rámci takto odlišných metodologií výzkumu se mnohé údaje mohou významně rozcházet. Text vychází z nejnovějších vědeckých studií (publikovaných převážně v letech 2007 – 2014) a záměrně opomíjí především nesmírně složitou chemickou stránku věci a zároveň také paleontologickou rovinu problematiky (která by i ve stručné podobě sama vydala na desetinásobně dlouhý text). Je také možné, že výrazně větší roli – snad i zásadní – v tomto vymírání sehrály indické sopky (jak naznačují některé nejnovější studie). Přesto je právě mexický impakt nepochybně jedním z klíčových faktorů. Poznámky pod čarou jsou velmi selektivní a týkají se pouze některých podstatných položek, jež je vhodné více vysvětlit. Pro více informací lze doporučit zmíněné internetové prameny – opět jen velmi stručný výčet – nebo vlastní publikace autora Dinosauři od Pekelného potoka / (Motto, 2010) či Objevy pod vrstvami času (Computer Press, 2014)

 



[1] Zatím nejpřesnější datování události K-T. Viz například http://www.sciencemag.org/content/339/6120/684
[2] Pojem „neptačí“ vychází z poznání faktu, že současní ptáci nejsou jen „potomky“ teropodních dinosaurů – jsou sami specializovanou skupinou maniraptorních teropodních dinosaurů. V rámci moderní kladistické systematiky tak ptáky chápeme jako poslední přežívající skupinu dinosaurů. Klasické druhohorní dinosaury proto označujeme jako „neptačí“. Viz také https://dinosaurusblog.wordpress.com/2009/03/31/776571-jsou-ptaci-dinosauri/
[3] Viz např. https://dinosaurusblog.wordpress.com/2009/08/10/802338-what-the-hell-is-hell-creek/
[4] Viz odkaz http://bsgf.geoscienceworld.org/content/183/6/547
[5] Skupina Dinosauria sice vzniká již v období svrchního triasu, ale dominantní složkou pevninské megafauny se stává teprve na přelomu triasu a jury před 200 miliony let.
[6] V roce 2007 publikovali astronomové David Vokrouhlický, David Nesvorný (Češi) a William F. Bottke studii, ve které označují za původce impaktoru rodinu asteroidů Baptistina. Důkazem mělo být podobné chemické složení s obsahem chromu, objevené jak u zmíněných asteroidů, tak i v sedimentech příslušného geologického stáří. Vzniku asteroidu Chicxulub odpovídalo také předpokládané datum vzniku úlomků, ke kterému mělo dojít při impaktu v době před 160 miliony let. Tato teorie se ale stala neudržitelnou v roce 2011, kdy údaje infračerveného vesmírného dalekohledu WISE snížily odhadovanou dobu impaktu mateřského asteroidu na 80 milionů let před současností – příliš pozdě pro vznik impaktoru K-T. Asteroid 298 Baptistina byl tak jako mateřské těleso pro Chicxulub definitivně vyloučen. Menším „bratrem“ vražedného asteroidu by pak mohl být objekt P/2010 A2, asi 150 metrů velké těleso na pomezí asteroidu a komety, objevené v rámci projektu LINEAR v lednu roku 2010. (http://www2.sci.muni.cz/clanek.php?id=869)
[7] Viz odkaz http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=951+Gaspra#content
[8] Objevily se také domněnky, že mohlo jít o zbloudilé jádro komety, ty jsou však dnes spíše ojedinělé. Iridiová anomálie byla kuriózně vysvětlována rovněž možností tehdejšího průchodu Sluneční soustavy hustým molekulovým mračnem. Nebyly však odhaleny žádné izotopové anomálie, svědčící o mezihvězdném původu iridia.
[9] Zeměpisné souřadnice viz http://en.wikipedia.org/wiki/Progreso,_Yucat%C3%A1n
[10] Viz http://en.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba
[11] Zřejmě zemětřesení u chilského města Valdivia, které dne 22. května 1960 dosáhlo síly 9,5 stupně tzv. momentové škály.
[12] Obří titanosaurní sauropodi (Alamosaurus sanjuanensis), obývající jihozápad dnešních USA v době před asi 69-66 miliony let. Objevily se také indicie, že tito dinosauři mohli přežít do nejstarších třetihor (Fassett, 2011), do doby před asi 64,8 milionu let. Jde však nejspíš o chybnou interpretaci zaviněnou špatným datování hornin. Viz http://en.wikipedia.org/wiki/Alamosaurus
[13] K-T událost, správněji spíše K-Pg událost, je populární označení katastrofy na konci křídové periody druhohorní éry. K – z německého Kreide (křída), T – Terziär (třetihory). Dnes se považuje za vhodnější použití zkratky K-Pg: křída – paleogén, protože pojem „třetihory“ je již zastaralý a nahrazený starším paleogénem (před 66 – 23 m. l.) a mladším neogénem (před 23 – 2,6 m. l.).
[14] Ichnofosilie jsou zkamenělé doklady o dávných životních projevech organismů, například fosilní chodbičky v sedimentu, otisky stop nebo třeba zkamenělý trus (koprolit).
[15] Viz například https://dinosaurusblog.wordpress.com/2013/10/26/vyhynuti-dinosauru-odnesly-i-vcely/
[16] Viz https://dinosaurusblog.wordpress.com/2014/05/16/vyhubila-dinosaury-nuklearni-zima/
[17] Objevují se nicméně poměrně dobře podpořené teorie, které v dopadu asteroidu spatřují jen jednu z více příčin vymírání, možná dokonce ani ne tu nejvýznamnější. Velkým konkurentem jsou pak zejména extrémně silné sopečné erupce, probíhající před 68 až 60 miliony let na území tehdejší ostrovní Indie (jejich výsledkem jsou masivní vrstvy bazaltu, uložené dnes na ploše asi 500 000 km2 - tzv. Dekkanské trapy; viz https://www.princeton.edu/geosciences/people/keller/publications/pdf/KellerEarthLife2012.pdf)
[18] Jedná se o kráter Boltyš na Ukrajině (průměr 24 km, stáří 65,17 ± 0,64 m. l.), Silverpit v Severním moři (20 km, 62,5 ± 2,5 m. l.) a kontroverzní gigant Šiva z indického oceánu (400 x 600 km). Mnoho dalších potenciálních kráterů v oceánu Tethys přitom mohlo být zničeno probíhajícími tektonickými pochody.
[19] Objevují se ale také údaje menší (od 130 km) i větší (200 nebo dokonce 300 km).
[20] Průměr 86,2 km a hloubka přes 4800 metrů. Viz http://en.wikipedia.org/wiki/Tycho_%28crater%29.
[21] Viz http://en.wikipedia.org/wiki/Cenote
[22] Viz např. http://whc.unesco.org/en/tentativelists/5784/
[23] Viz například v odkazu https://dinosaurusblog.wordpress.com/2011/07/19/899246-dinosauri-se-nejspis-dozili-rozhrani-k-pg/
[24] Více viz např. https://dinosaurusblog.wordpress.com/2009/05/01/784379-tretihorni-neptaci-dinosauri/
[25] V té době již pouze skromný pozůstatek někdejší slávy v podobě čeledi azdarchidů (Azhdarchidae). Ptáci již mezitím pterosaury vytlačili z jejich původních ekologických nik až na samotný pokraj vyhynutí.
[26] Více o historii tohoto objevu viz např. https://dinosaurusblog.wordpress.com/2014/08/11/strucna-historie-zabijaka-dinosauru/
[27] Ačkoliv je zjištění o dopadu obřího asteroidu připisováno týmu Alvarezových, zhruba ve stejné době na ně přišel také holandský geolog Jan Smit. S kráterem Chicxulub byly porovnávány také některé krátery na Venuši, které jeví podobnou strukturu a složení. Rozdílem je pak zejména absence vody a karbonátů na povrchu naší sesterské planety.
[28] Viz seznam http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_impact_craters_on_Earth
[29] Objevují se také odvážné teorie, že materiál vyvržený při impaktu mohl odeslat složité organické molekuly a zárodky života do okolního vesmíru. Mohl snad být „zabiják dinosaurů“ původcem života na jiných planetách nebo jejich satelitech? Viz http://www.history.com/news/dinosaur-asteroid-may-have-sent-life-into-space
[30] Viz například příspěvek https://dinosaurusblog.wordpress.com/2009/11/19/822580-druhy-pohreb-vyspeleho-dinosauroida/
[31] Druh Sahelanthropus tchadensis, vědecky popsaný roku 2002 (http://en.wikipedia.org/wiki/Sahelanthropus)

Autor: Vladimír Socha
Datum: 18.12.2014 10:32
Tisk článku

Planeta dinosaurů - neuveden
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 449 Kč
cena: 381 Kč
Planeta dinosaurů
neuveden
Související články:

Největší dravé bestie všech dob     Autor: Vladimír Socha (19.09.2016)
Těžší než deset slonů     Autor: Vladimír Socha (12.09.2016)
Netvor z Mindenu     Autor: Vladimír Socha (06.09.2016)
Tyrannosaurus sex     Autor: Vladimír Socha (25.08.2016)
Dinosauři z rumunského ostrova     Autor: Vladimír Socha (22.08.2016)



Diskuze:

Jistá pochybnost

Zdeněk Sládek,2014-12-23 02:10:00

Článek vykresluje takřka dokonalé kataklyzma s okamžitým a fatálním dopadem na biosféru celé planety. Je rovněž podpořen, při úrovni dnešního poznání fyziky materiálů, relativně precizním matematickým zdůvodněním apokalyptického stavu v okamžiku dopadu tělesa a následných jevů tímto dopadem způsobených : radiace, zvýšení teploty, prachové zastínění, změny ph dešťových srážek atd. Mám k tomuto článku několik věcných poznámek:
1. Dopad tělesa planetky:
Jedinou známou skutečností s níž můžeme operovat je fyzický průměr kráteru a relativně nehluboká vrtná jádra dna dnešního geologického stavu podloží zálivu z nichž lze pouze přibližně odhadnout míru deformace zemského pláště po dopadu tělesa. Upozorňuji na to, že můžeme pouze odhadnout… Nedisponujeme v současnosti v rámci geologie či materiálového inženýrství žádným kvalifikovaným modelem, který by bylo možné na takovou situaci aplikovat. Z čistě fyzikálního hlediska, při uváděné vzájemné rychlosti planetky a planety, by mělo dojít v okamžiku nárazu k uvolnění hmoty planetky do tepelné energie. Viz odhadované množství energie uvolněné při dopadu jak v článku tak příspěvcích. Ruku na srdce vážení. Pokud by bylo dopadem jednorázově uvolněno takovéto deklarované množství energie a vcelku logicky došlo vzápětí k popisovaným následným jevům, nebylo by zde v současnosti nejen dinosaurů, ale ani vyšších obratlovců. Takže z toho plyne, že odhadovat velikost planetky na základě velikosti cca 64 ma starého impaktu, aniž by nám byl znám model dynamického chování zemské kůry a svrchního pláště země při podobné kolizi, je přinejmenším nepřesné. Jelikož se tímto tématem zaobíráme, a nepatříme k prvokům, byla energie dopadu zjevně nižší než odhadovaná. Tedy bylo těleso planetky menší, nebo bylo o výrazně nižší hustotě, nebo povaha nárazu a chování oceánské kůry umožnila i při nadzvukové rychlosti kolize zanoření části hmoty planetky do svrchního pláště země. Je to vše spekulace ač jakýmkoliv výpočtem podpořená. Neznáme model deformace, nejsme doposud schopni provést dostatečně hluboké jádrové vrty a nemáme možnost odpozorování podobného jevu na okolních planetách. Jejich vnitřní stavba se patrně liší od naší planety. V neposlední řadě se tím zabýváme cca 64 ma poté : tedy můžeme pouze odhadovat. A když se podíváte trochu zpět zjistíte, že nyní tak módní teorie vyhynutí dinosaurů na základě dopadu planetky má rok od roku děsivější následky.

2. Kolize a biodiverzita:
Každý rok nás studie za studií seznamuje s děsivějším a ještě děsivějším stavem po nárazu planetky, aniž by bylo bráno v potaz, že tento náraz přežilo pozoruhodné množství velice citlivých rostlin i živočichů. To je doloženo nejen současným stavem, ale i fosilním záznamem. Rozeberme si tedy popisované následky kolize detailněji :
- Místo dopadu planetky bylo do mělkého mořského zálivu, který byl na západ od dnešního Tichého oceánu oddělen pásem hornatých ostrovů s četnými průlivy a korálovými útesy. Později zde vznikla Panamská šíje. Na východ leží pás drobných ostrůvků, vcelku je záliv tímto směrem otevřený do vznikajícího Atlantického oceánu.
- Na severu úzký poloostrov severoamerického kontinentu.
- Na jihu potom vysoké pohoří And jihoamerického kontinentu, který v době dopadu již není spojen s Antarktidou.

Místo dopadu je tedy oblastí mělkého moře o předpokládané hloubce do jednoho km. Do poloměru 800 km od místa dopadu se nalézají zejména ostrovní oblasti, dále jižní část hornaté šíje poloostrova severoamerického kontinentu a nejsevernější část pásmového pohoří And jihoamerického kontinentu. V okamžiku nárazu tedy ona fatální teplota nárazem uvolněná způsobila populaci živočichů a rostlin velmi malé škody. V okruhu dopadu cca 1600 km totiž bylo jen moře a hornaté okraje obou kontinentů. Intenzita záření uvolněná dopadem navíc se vzdáleností patrně prudce klesala. Větší problém byl rozžhavený vzduch a následná tlaková vlna, která způsobila rozsáhlé lesní požáry, ovšem není doposud nikde dokladováno, že jejich rozsah byl celoplanetární. Pokud se týká přímého fyzikálního působení tepelné energie uvolněné nárazem a doprovodných mechanických jevů atmosféry a oceánu : bylo jejich působení extrémně devastující bezesporu na přilehlé části obou amerických kontinentů a dozajista i v oblasti Atlantiku. V celoplanetárním rozsahu však devastující účinek těchto jevů neměl kritický dopad na biosféru. Naopak kritickým faktorem bylo zřejmě odpaření sedimentů z místa dopadu a vyvržení velkého množství prachu do vysokých vrstev atmosféry. Následné změny ph srážek a zastínění vegetace bylo asi pravou příčinou následné katastrofy a zhroucení rostlinných společenstev, což vedlo i k následnému kolapsu potravinového řetězce na pevnině. Podle následků na fauně je téměř jisté, že nutně musel zůstat zachovan potravní řetězec minimálně na úrovni hmyzožravců. Nedošlo totiž k vyhynutí obojživelníků, ale ani býložravých želv. Rovněž úroveň drobných predátorů schopných lovit malou potravu byla asi málo dotčena. To je ostatně případ savců. Obojživelníci mají obecně vysokou citlivost na změny ph vody v rámci dospělého jedince i vývojových stádií. Znamená to tedy, že spad kyselého deště nemohl trvat tak dlouho, aby časově překryl životnost dospělého jedince a jeho schopnost rozmnožení se v chemicky přijatelném prostředí. V opačném případě by bylo po obojživelnících veta.
Stejný problém je u rostlin: Semena krytosemenných mohou přečkat dostatečně dlouhou dobu nepříznivé vnější podmínky. U nahosemenných je to větší problém. Vymizení cykasů a stromových kapradin na severních kontinentech napovídá výraznému rozdílu vegetačních podmínek v rámci severu a jihu planety. Jižní polokoule nám zachovala jiné starobylé vývojové linie flóry nežli severní polokoule. Oproti jižní, jsou ale na severní uchovány četné relikty třídy jehličnanů jako jinany nebo sekvoje. Pokud by tepelný šok po dopadu planetky měl skutečně rozsah jaký je popisovaný v článku : Nemohlo by dojít k tomu, že se sekvoje jako základní složka potravy příslušníků býložravého podřádu dinosaurů Sauropodomorpha zachovala právě na severoamerickém kontinentu, který byl tak blízko místa dopadu. Ani děsivá zemětřesení popisovaná v článku se zřejmě nekonala zcela tak jak bylo popsáno. Pokud by stáda sauropodů byla vystavena tak ničivým zemětřesením, muselo by se přece někde ve fosilním záznamu z té doby nacházet množství polámaných koster. Když si padesátitunový drobek letí vzduchem vlivem zemětřesení o síle 11. – 13. stupně Richterovy škály - musí to na něm nutně nějakou četnou frakturu zanechat… Namísto toho doposud nalézáme jen místa hromadného úhynu vypovídající o akumulaci těl vodou. Kosti nejsou rozlámány na padrť…
Světový oceán: Ten je na závěr kapitolou sám o sobě. Jak v článku přiznáno, neměl dopad planetky na ichtyofaunu tak zásadní dopad jako na suchozemské živočichy. Proč? Pokud by, jak článek tvrdí, po celé měsíce a roky dopadal na zemský povrch a hladinu oceánu kyselý déšť s příměsí kyseliny dusičné, způsobený termálním šokem v atmosféře, došlo by k zhroucení potravního řetězce v oceánu stejně jako na pevnině. Takto rychlá změna ph povrchové vrstvy vody by nutně vyvolala úhyn většiny planktonu. Podobný jev pozorujeme nyní v menším rozsahu, kdy se oceán okyseluje vyšší hladinou co2 v atmosféře. Pokud by k podobnému jevu došlo, musel by být druhový úbytek u paryb i kostnatých ryb výrazně vyšší, jelikož by nebylo co lovit.
Jak vidno byl dopad planetky mimořádně ničivý a pro dinosaury a mnohé jiné i rozhodující v jejich další existenci. Byl však jedinou příčinou? A byla série následků dopadu tak fatální jak se nyní s oblibou tvrdí? Jak je možné že zde máme obojživelníky a želvy. A jak je vůbec možné, že jedna z opeřených linií dinosaurů – ptáci, neshořela v poryvech 100C horkých větrů. Dokonce téměř vzápětí v třetihorách zaplnila místa vrcholných predátorů… A máme tu jehličnaté rostliny z prvohor : cykasy, jinany, sekvoje. Každý botanik vám potvrdí, že jejich rozmnožování není zcela jednoduché a závisí na splnění mnoha vhodných podmínek, chemismem půd počínaje. Že by ty roky trvající kyselé deště? Nebo jen měsíce? Nebo ta kyselost dešťů nebyla taková? Skupina přeživších organismů napovídá, že biosféra je zjevně schopná se, patrně v relativně krátké době, vyrovnat s podobnou kolizí a účinně stabilizovat chemickou rovnováhu životního prostředí. Obojživelníci, plankton a jehličnany ukazují na to, že obnovení chemické integrity vnitřního prostředí atmosféry a hydrosféry planety muselo proběhnout v řádu měsíců, maximálně roku na úroveň která umožnila přežití těchto citlivých skupin organismů. Jakékoliv další prodlužování chemické nerovnováhy by nutně muselo vést k zásadnímu kolapsu potravinového řetězce a následnému vyhynutí rozsahem podobnému tomu v permu. K tomu však nedošlo. Osobně se domnívám, že k vyhynutí dinosaurů (krom linie ptáků), pterosaurů a ichtiosaurů po dopadu planetky, napomohlo jejich vrcholné fyziologické přizpůsobení se, po relativně dlouhou dobu neměnnému, životnímu prostředí. Na méně specializované životní formy, byť na chemické změny prostředí citlivější, neměl dopad planetky tak zásadní vliv.
PS: Pokud se týká matematických modelů dopadu a dopadem vyvolaných fyzikálních jevů. Domnívám se, že je nutné postupovat z opačného konce nežli nyní. Praxe je taková, že máme impakt o daném předpokládaném průměru. Tak si vezmeme planetu jako ideálně tuhé těleso a odvodíme velikost planetky která takový impakt způsobí. K tomu si odvodíme rychlost tělesa – všimněte si, že to už všechno s „jistotou“ víme… Následně kde se vzala tu se vzala hmotnost a hustota planetky… Zřejmě po zralé úvaze… Přepočteme následně na megatuny TNT a … kocháme se infernem. Čím horší tím lepší. Strašívalo se čertem a nyní asteroidem. A jakoby mimochodem tady defilují zástupy přeživších žab a mloků, želv a ptáků – kterým když dáte dýchnout ozónu, tak je v tu ránu po nich a ještě mají peří. Máme zde obtížně se množící starobylé jehličnany. V oceánech si plave plankton a v mělkých mořích nejrůznější korýši – rovněž s vysokou citlivostí na cizorodé chemické látky v prostředí. Sem tam si šplouchá krokodýl… A tihle všichni se čirou náhodou v dostatečném počtu krčí v danou chvíli v hluboké jeskyni v granitovém masivu, zatímco nad nimi se prohánějí 100C horké větry, průtrže kyseliny dusičné, zemská kůra praská, je tma, sauropodi létají vzduchem a po horku zase zima. Nu a po letech všichni vylezou a zdraví se s drobným savcem, který celé ty roky uhlodával ve vedlejší díře pečené kosti dinosaurů. Jaké to štěstí, že?
Není lepší nejprve se pokusit odhadnou maximální zatížení biosféry ve vztahu k přeživším skupinám rostlin a živočichů v čase a rozsahu. A teprve poté zpětně dovodit možné parametry planetky a množství odparu podloží při dopadu? Třeba by to mohlo být větším přínosem.

Odpovědět

Hezky

Ondi Vo,2014-12-19 19:41:37

a působivě vylíčené. Díky autore.

Aspoň víme, do čeho "jdeme", co nás čeká a co nás nemine. Teda, jestli nevymřeme zavčas vlastní hloupostí a neschopností.

Pozn. - velice správně : "Asteroid, či česky správněji planetka", také se dá použít výraz "planetoid", tedy planetě podobný. To je výstižnější než ono "hvězdě podobný", tedy asteroid.
Uhlíkaté potvory ve Vesmíru mají slabou odrážlivost povrchu (albedo), takže si takové potvory všimnem až nám nezbudou než minuty k zalezení do ochranného bunkru. To platí stejně ale až od vzdálenosti tisíců kilometrů od místa dopadu.

Odpovědět

Pekny clanok.

David Cech,2014-12-19 11:47:28

Asi sme mali / respektive zivot mal / stastie, ze planetu trafil projektil s predpokladanym priemerom 10 km. Ktovie, ako by sa zivot spamatal / ci vobec / po serii takychto impaktov alebo pri impakte, ktory by odparil podstatnu cast kvapalnej vody z planety.
Myslim si, ze domienka o vzniku inteligentneho zivota u dinosaurov za predpokladu, ze by na to mali dost casu sa rovna domienke, ze inteligentny dinosauri zivot existoval, akurat este nebol clovekom objaveny. Dinosaury mali na to 140 mil.rokov, clovek 7.
Problematika implicitne hovori minimalne o dolezitosti sledovania oblohy - ci sa niekde nahodou neobjavi "priblizujuce sa svetlo..."

Odpovědět


Dinosauři na to měli 140 milionů let

Jenda Krynický,2014-12-19 19:41:10

člověk 147 milionů.

Odpovědět

Není to přehnané?

Vladimír Němec,2014-12-19 10:37:53

Trochu se mi nezdají dvě věci. Jednak ona teplota v místě nárazu a následně teplota "nohy" hřibu. Tady bude asi hodně záležel na použitém modelu, na materiátech a pod. Ale... umím si představit, že obrovská pohybová energie dopadajícího meteoritu se ve zlomku vteřiny (z větší části) změní na tepelnou,vlastně protaví materiál tělesa + okolí, ale pořád zůstává obrovský tlak v původním směru. Takže bych čekal, že se meteorit spíš "zařízne" (podobně jako při řezání kapalinovým paprskem) do horniny a "projede" do značné hloubky, přitom bude tavit stále více okolní horniny. Teplo se tedy využije na roztavení většího množství materiálu a ne na "vypaření do stavu plazmy".
A jako úplná blbost mi připadá "...skrz jejich těla (s výjimkou kostry) je na chvíli vidět jako přes tenký papír.." Pokud autor mluví opravdu o viditelném světle.

Odpovědět


ad vypaření a prosvícení

Pavel Brož,2014-12-19 23:12:01

Představme si dvě srovnatelně velká tělesa letící symetricky proti sobě rychlostí 10 km/s vůči těžišťové soustavě (tedy jejich vzájemná rychlost je 20 km/s). Nechť se jedná o tělesa zhruba tvaru koule. Při srážce samozřejmě dojde k jejich roztříštění. My se ale budeme nyní zajímat o chování velmi malé části z těchto těles, dejme tomu že pouze o tisícinu jejich hmotnosti, a to konkrétně z okolí místa, kde dojde k prvotnímu dotyku během srážky. Zatímco se můžeme dohadovat o osudu např. bočních částí původních těles (např. můžeme spekulovat, že budou odmrštěny do stran během roztříštění toho tělesa), tak osud hmoty těchto těles z malého okolí prvního dotyku je celkem jednoznačný – veškerá původní kinetická energie této části hmoty bude termalizována, protože nemá kam během srážky utéct: v dopředném i opačném směru tomu totiž brání zbylá masa obou těles (navíc stále se ještě setrvačností pohybující proti sobě). Mohli bychom uvažovat možnost roztříštění tělesa a únik trosek směrem bočním – to by opravdu fungovalo u srážek, kde vzájemná rychlost srážejících se těles je menší, než je rychlost zvuku v materiálu. Tak např. při sražení dvou skleněných koulí vzájemnou rychlostí 1 km/s opravdu dojde k roztříštění těchto koulí bez podstatné termalizace, protože rychlost zvuku ve skle je 5,2 km/s, tedy více než pětkrát větší. Proto při srážce dojde k tomu, že od místa prvního dotyku se začne koulemi šířit rázová vlna, která je rychlejší než je pohyb těch koulí, a tato vlna stihne roztříštit koule na sice velký počet, ale stále ještě makroskopických částí, které si odnesou většinu té původní kinetické energie. Proto se v takovém případě pouze malá část původní kinetické energie přemění v teplo.

Pokud se ale tělesa sráží vzájemnou rychlostí 20 km/s, což je několikanásobek rychlosti zvuku v pevných látkách, tak tento scénář nehrozí, protože tělesa se srážejí rychleji, než jakou rychlostí se přenáší elastické deformace v materiálu (čili zvuk). V takovém případě aspoň v malé části těles dojde k přeměně původní kinetické energie v energii tepelnou. Samozřejmě i zde se dá očekávat, že velká část hmoty např. z boků srážejících se těles bude odmrštěna stranou, tedy že část původní kinetické energie se nepřemění na energii tepelnou, ale opět na energii kinetickou, kterou ponesou úlomky odlétající bočním směrem. Nicméně malá část původních těles z malého okolí prvotního dotyku to má celkem jasné, u ní se prakticky všechna její kinetická energii nevyhnutelně přemění na energii tepelnou.

Pojďme se nyní podívat, a jak velké energii se to vlastně bavíme. Pro jednoduchost se bavme o jednom kilogramu hmoty (samozřejmě úměrně velikosti těch těles můžeme mít x kilogramů hmoty z okolí prvotního dotyku, nicméně pro každý z těch kilogramů bude platit totéž). Tento kilogram hmoty se srážkou s odpovídajícím kilogramem z druhé strany zpomalí z rychlosti 10 km/s na nulovou rychlost (pro ten druhý kilogram z druhé strany platí samozřejmě totéž). Původní kinetická energie tohoto kilogramu je mv^2/2=5*10^7 J=50 MJ. A tato energie se změní na tepelnou. Nyní je dobré si uvědomit, že např. měrné skupenské teplo varu železa je pouhý 6,34 MJ/kg, čili vidíme, že zastavením onoho kilogramu hmoty se termalizuje energie skoro osmkrát větší, než jaká stačí na vypaření stejné hmotnosti železa; proto by nás nemělo překvapit, že většina hmoty např. železných meteoritů se při průletu atmosférou opravdu odpaří (mimochodem, měrné skupenské teplo tání železa je pouhých 0,272 MJ/kg, tedy více než dvacetkrát menší, než jeho měrné skupenské teplo varu). Teplota varu železa je cca 3000 stupňů Celsia, pokud tedy dodáme teplo osmkrát větší, dopočítáme se k oněm ve článku zmíněných řádově 20000 stupňům Celsia. Samozřejmě takovou teplotu nebudou mít všechny části původních těles, ale u jisté malé části z okolí prvotního dotyku lze takovou teplotu opravdu očekávat.

Nyní pouze maličko obměňme situaci, a to tak, že srážku nebudeme pozorovat z těžišťové soustavy, ale ze soustav spojené s jedním z těch srážejících se těles. Tedy v naší nové soustavě bude jedno těleso v klidu, a druhé se na něj bude řítit rychlostí 20 km/s. Změní se něco na našich úvahách o teplotě nejvíce termalizovaných částí? Vůbec nic, pořád budeme mít teplotu těchto částí řádově 20000 stupňů Celsia. Nyní pouze to stojící těleso rozšiřme o zbytek zeměkoule, a jsme u našeho dopadu asteroidu.

Neexistuje důvod, aby se asteroid „zaříznul“ hluboko do Země – opět, rychlost srážky je několikanásobně větší, než je rychlost zvuku v srážejících se tělesech; k hlubokému průniku jednoho tělesa do druhého bychom potřebovali, aby se tak dělo jednak podzvukovou rychlostí, plus navíc by buď pronikající těleso bylo tvrdší (přičemž by během průniku molekulární mřížka pronikajícího tělesa „rozhrnovala“ měkčí strukturu druhého tělesa), anebo by sice pronikající materiál nemusel být tvrdší (např. vysokotlaký vodní paprsek), ale byl by zde prostor k odnášení molekul druhého tělesa během abraze. V případě dopadu asteroidu tedy opravdu dojde k tomu, že malá část hmoty v epicentru srážky dosáhne těch teplot cca 20000 stupňů Celsia, zatímco větší část hmoty asteroidu předá svou kinetickou energii okolní hmotě, která tak bude vyvržená z kráteru. Díky velikosti té kinetické energie bude sekundárně vyvržené hmoty mnohem více, ovšem samozřejmě se už bude pohybovat v průměru mnohem menší rychlostí (proto taky drtivá většina této hmoty neunikne do vesmíru, ale spadne zpátky na Zemi).

Mimochodem, co se týče toho prosvětlení tkání, to není takový problém – pokud máte kvalitní LED čelovku, v zatemněné místnosti si bez problémů částečně prosvítíte prsty ruky. Při některých testovacích výbuších amerických atomových bomb dostali vojáci úkol stát v dostatečně velké vzdálenosti od výbuchu a chránit si zrak předloktím, mnozí přitom popisovali, že na krátkou dobu uviděli kosti své ruky. Lidské oko nevidí rentgenové paprsky, ty jsou „viditelné“ pouze díky specializovaným fotografickým materiálům, to prosvícení končetin vojáků při těch testech vzniklo opravdu jen díky krátkodobé obrovské intenzitě viditelného záření.

Odpovědět

hustota asteroidu menší než vody?

Stanislav Kaštánek,2014-12-18 22:21:15

Odpovědět


hustota asteroidu 750 kg/m3 ?

Stanislav Kaštánek,2014-12-18 22:39:16

Článek píše:"váží přibližně šest set miliard tun.. zhruba 800 kubických kilometrů horniny"
hustota = m/V . 1 m3 vody má hmotnost 1 000 kg, odpovídá 1 tuna, 1 km3 = 1E+9 m3. Čili v duchu článku pak 1 m3 váží 600*1000/800=750 kg.
Hustota = (600E+09)*1000 kg/(800E+09) m3 =750 kg/m3, což je méně, než hustota ledu. Článek uvádí, že se jednalo o horninu ( planetky ?). Hustota ( kapalného) methanu je 420 kg/m3 a hustota pevného methanu by měla být také menší jak 1000 kg/m3.

Článek je výborný, záhady není třeba vyřešit definitivně a hned, čím by se zabývaly další generace.

Odpovědět


ono to teoretické rozpětí hustot je velké

Pavel Brož,2014-12-18 23:25:25

např. podle tohoto zdroje:

http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/effects.pdf

se počítá s rozpětím hustot 500-1500 kg m^-3 pro kometární jádra, a s rozpětím hustot 2000-3000 kg m^-3 pro asteroidy. Také existuje rozpětí pro jiné parametry, např. zde:

http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/Chicxulub.html

se počítá defaultně s průměrem 12 km místo 10 km. Proto údaje posbírané z různých zdrojů typicky budou vykazovat tyto drobné inkonzistence. U většiny parametrů jde opravdu spíše jen o řádové odhady.

Odpovědět

Děkuji za velice pěkný článek

Pavel Brož,2014-12-18 17:31:05

Jenom drobnou poznámku k těm číslům – např. ty energie jsem si jen tak ze zvědavosti přepočítal a řádově sedí, nicméně je dobré si uvědomit, že všechna tato čísla jsou spíše jenom řádovými odhady. Až do objevení samotného kráteru bylo k dispozici žalostně málo údajů. Asi tak nejlépe podloženým a nejpřesnějším údajem je nejspíš dodnes rychlost toho impaktoru, a to z toho jednoduchého důvodu, že velice dobře známe rychlosti asteroidů křížících dráhu Země. Ovšem i zde samozřejmě jen za předpokladu, že se jednalo o asteroid pocházející z hlavního pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem – jiné varianty, např. zmíněné zbloudilé kometární jádro, jsou sice mnohem nepravděpodobnější, nicméně zcela vyloučit je také nelze. Dále tady máme velice, ale opravdu velice hrubý odhad velikosti asteroidu na základě odhadu celkového množství iridia v deponované K-T vrstvě – na základě tohoto odhadu lze zhruba říct, že asteroid musel mít aspoň nějakou limitní velikost (protože ač je iridium v asteroidech hojnější než v zemské kůře, tak přece jenom neexistují čistě iridiové asteroidy, díky mnoha dopadlým a následně nalezeným meteoritům se dá stanovit maximální koncentrace tohoto vzácného prvku v meteoritech, a tím i nejmenší možná velikost asteroidu pro odhadované celkové množství iridia v K-T vrstvě).

Po objevu kráteru byla situace výrazně lepší, protože se později daly provádět numerické i laboratorní simulace, ze kterých vyplynul hrubý vztah mezi velikostí kráteru a velikostí impaktoru. Všechny tyto simulace jsou ale opět zatíženy mnoha pravděpodobnostními předpoklady – tak např. úhel dopadu je ve skutečnosti naprosto neznámý, dá se pouze usuzovat, že kolmý dopad je méně pravděpodobný než šikmý, naopak skoro tečný dopad by po sobě pravděpodobně nezanechal téměř kruhový kráter, tak jak jeho pozůstatky vidíme dnes. Takže dejme tomu, že se finálně spokojíme s rozmezím, že meteorit dopadl pravděpodobně pod úhlem od cca 30 do 90 stupňů.

Na základě různých simulací se dá potom opět stanovit vícero mezí na další parametry. Tak např. odhad energie uvolněné při dopadu má své omezení shora, protože by jinak vysterilizovala celý zemský povrch. Nicméně při zafixovaném odhadu energie lze buď zvýšit odhadovanou dopadovou rychlost při současném snížení odhadované hmotnosti, anebo naopak (energie dopadu je MV^2/2, kde M je hmotnost asteroidu a V je jeho dopadová rychlost). Jinými slovy větší a pomalejší meteorit by napáchal srovnatelnou spoušť jako ten menší a rychlejší (nezapomínejme, že většinu pohromy neudělala vlastní hmota asteroidu, ale mnohonásobně větší množství horniny vyvržené po dopadu ze zemské kůry, přičemž toto množství vyvržené horniny je převážně určeno dopadovou energií asteroidu). Dnes uváděná velikost asteroidu cca 10 km je opravdu spíše jenom řádovým odhadem – tak např. tento asteroid zcela určitě nemohl být v průměru pětkrát větší, protože pak by měl více než stokrát větší hmotnost, a to by vedlo buď k příliš velké dopadové energii, anebo by musel mít desetkrát menší dopadovou rychlost, což je ale také nesmysl, protože už jenom úniková rychlost ze Země je 11,2 km/s, což je spodní hranice dopadové rychlosti asteroidu. Není ale žádný problém, aby ten impaktor měl místo 10 km v průměru 15 km, anebo aby měl naopak pouhých 6 km a letěl dvojnásobnou rychlostí (pak by ale nejspíše nepocházel z hlavního pásu asteroidů, ale odněkud dále, což je sice méně pravděpodobné, ale opět ne vyloučené).

Tím nechci nijak snížit hodnotu informací uvedených ve článku, chci tím jenom říct, že nemálo čísel v něm uvedených nemá svůj původ v nějakém sofistikovaném výpočtu, ale spíše že někdo někdy na začátku udělal celkem zdařilý řádový odhad (např. těch 10 km), a ten se pak už jenom dědil do dalších a dalších článků a popularizačních pořadů. Je dobré si pouze uvědomit šíři nejistoty těch čísel.

Odpovědět


Já bych chtěl poněkud oponovat tomu výpočtu teplot

Radim Polášek,2014-12-20 16:29:46

Chybí mně tam totiž měrná tepla.
Co se týká kilogramu zemské horniny, pokud absorbovala kinetickou energii zpomalení rychlosti z 10km/sec na nulu, tak tato energie se vyčerpala na těchto 5 jevů:
Počáteční teplota toho kilogramu zemské horniny byla běžná teplota, řekněme 20 st C. První část energie se tudíž spotřebovala na ohřátí kilogramu této horniny z teploty 20 st C do změny fáze, to je do roztavení horniny ( zjednodušeně, protože se jedná o směs keramických materiálů s různou teplotou tání s vodou a dalšími těkavými složkami, dál už tuto složitost uvádět nebudu ) Množství této energie je zjednodušeně měrné teplo tuhé horniny x rozdíl teplot, ve skutečnosti vzhledem k velkému rozdílu teplot a pravděpodobně složitější nelineární závislosti měrného tepla na teplotě to bude integrál tohoto vzorce. Druhá část energie se vyčerpala na změnu fáze - měrné teplo tavení horniny, přitom teplota před tavením i po tavení se počítá jako konstantní. Třetí část tepla se vyčerpala na ohřev kapaliny od teploty tavení horniny po teplotu varu horniny. Zase měrné teplo roztavené horniny bude mít nelineární složitou závislost na teplotě, takže zase integrál. Čtvrtá část tepla se vyčerpala na další změnu fáze, přeměny kapalné horniny do plynné fáze. A konečně zbytek tepla se vyčerpal na ohřátí zplynované horniny od teploty varu výš. Zase to bude nelineární závislost, už vzhledem k tomu, že při tak vysoké teplotě a tlaku dochází pravděpodobně k velmi vysoké excitaci vnějších elektronů atomů a tím k přeměně plynu v plasma. takže zase integrál, navíc jeho průběh asi bude třeba pouze odhadnout, protože taková teplota ani tlak nejspíš nebude možné experimentálně dosáhnout. Stejně tak jako bude vlivem tlaku ovlivněna teplota varu roztavené horniny a určitě trochu málo i teplota tání toho kilogramu horniny.
Vzhledem k tomu, že jste ve svém výpočtu nepočítal s měrným teplem ohřevu tuhé látky, kapaliny i plynu, si troufám tvrdit, že skutečná teplota výsledné zplynované horniny bude o tuto spotřebu tepla menší než těch uváděných 20 tisíc st C.
Co se týká kilogramu horniny planetky, tam je to složitější s počáteční teplotou těsně po začátku nárazu. Ta je dána předešlým ohřátím při zbržďování planetky atmosférou a to bude dáno zase chladicím efektem těkavějších složek horniny nacházející se na povrchu planetky, odhaduji 1500 - 3000 st C. O toto pak bude větší ohřátí vypařené horniny planetky - plynu než vypařené horniny země. Ale je dost možné, že pokud neuvažujeme kilogram horniny přímo na povrchu planetky, ale horninu třeba v hloubce 2 metrů nebo 10 metrů planetky, tak ta může mít počáteční teplotu v okamžiku nárazu výrazně nižší a o to bude ten kilogram zplynované horniny těsně po nárazu chladnější.
O kolik nevím, nejsem astronom ani fyzik ani geolog........
To by byl zase další integrál na zachycení poklesu teploty směrem dovnitř planetky......
Čím jde člověk jen do obyčejného mechanismu nárazu té planetky hlouběji, tím rychlosti řádů vzrůstá složitost výpočtu. Ovšem založeného pouze na něčem jako kvalifikovaném odhadu, tudíž i vypočtšné hodnoty budou vždy pouze odhad.

Odpovědět


ad měrná tepla u výpočtu teplot

Pavel Brož,2014-12-20 23:10:39

Samozřejmě jsem při svém předchozím odhadu (je sice zařazený v jiném vlákně, předpokládám ale, že jste reagoval na něj) dělal dílčí zjednodušení, nicméně ty hodnoty ve skutečnosti zůstanou řádově stejné. Už ve svém předchozím odhadu jsem zmínil, že skupenské teplo tání železa je více než dvacetkrát menší, než jeho skupenské teplo varu, a proto jej lze s klidem zanedbat. Co se týče měrného tepla, tak to se samozřejmě míně mění, nicméně není to důležité, není třeba počítat integrály k výpočtu výsledného tepla potřebného k zahřátí železa do bodu varu, mnohem jednodušší je tyto hodnoty přímo změřit – to už samozřejmě bylo mnohokrát uděláno, např. zde pak jsou tyto hodnoty tabelovány: http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd298.pdf , event. je můžeme ještě jednodušeji nahlédnout třeba z grafu zde: http://chemistry.stackexchange.com/questions/499/is-the-specific-heat-of-liquid-iron-constant , kde zjistíme, že celkové teplo potřebné k ohřátí železa do bodu jeho varu (bez započítání skupenského tepla varu) činí jen cca 2,5 MJ/kg. Přidáme-li k tomu skupenské teplo varu 6,34 MJ/kg, dostaneme dohromady cca 9 MJ/kg. Srovnejme tuto hodnotu s hodnotou kinetické energie 50 MJ/kg. Takže pokud z 50 MJ/kg oněch 9 MJ/kg použijeme k přeměně původně studeného železa na jeho přeměnu do plynného skupenství (ke kterému dojde zhruba při teplotě cca 3000 Kelvinů – v předchozím příspěvku jsem sice napsal stupňů Celsia, ale šlo o řádový odhad, přesnější hodnota pro teplotu varu při běžném tlaku je 2862 stupňů Celsia, tj. 3134 Kelvinů), pořád nám zbývá 41 MJ na další ohřátí tohoto nyní už plynného železa.

Nyní, když už máme železo v plynném stavu, můžeme použít stavovou rovnici pro plyny - pro jednoduchost použijme tu pro jednoatomový ideální plyn, viz příslušný paragraf např. zde: http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_W%C3%A4rmekapazit%C3%A4t . Pro vnitřní energii odtud získáme: U=3/2 nRT, kde n je molární množství, R=8,314 J mol^-1 K^-1 je univerzální plynová konstanta (či též molární plynová konstanta), a T je teplota v Kelvinech. Jeden kilogram železa je roven cca 18 molům, proto vnitřní energie kilogramu železa o teplotě 3000 Kelvinů je roven cca U=0,670 MJ. Vnitřní energii jednoatomového plynu lze ztotožnit s úhrnnou kinetickou energií jeho atomů. My máme stále k dispozici oněch 41 MJ/kg, tzn. že máme energii, abychom tuto vnitřní energii zvýšili ještě cca 60krát (=41/0,67). Protože vnitřní energie plynu je podle vztahu U=3/2 nRT úměrná jeho teplotě (při daném molárním množství), tak bychom mohli očekávat, že teplota jednoho kilogramu plynného železa po dodání zbylých 41 MJ vzroste šedesátkrát, tedy na cca 180000 Kelvinů, tedy mnohem více než je oněch cca 20000 stupňů Celsia zmíněných v článku. Ve svém předchozím příspěvku jsem použil mnohem jednodušší odhad na základě poměru teplot, ten vyšel lépe, nicméně nebyl nijak dobře podložený. Mimochodem, pokud bychom použili pouhou lineární extrapolaci z měrného tepla plynného železa, které má být pro teplotu 3000 Kelvinů rovna cca 25 J mol^-1 k^-1 (tedy cca 446 J kg^-1 K^-1), dostali bychom teplotu cca 95000 Kelvinů.

Oněch 180000 Kelvinů je ve skutečnosti moc, a to proto, že tu energii musíme umenšit o ionizační energii. Z tabulky ionizačních energií např. zde: http://en.wikipedia.org/wiki/Molar_ionization_energies_of_the_elements#iron zjistíme, že první ionizační energie železa je 762 kJ/mol, tedy cca 13,6 MJ/kg, druhá ionizační energie pak 1562 kJ/mol, tedy cca 27,8 MJ/kg. Vidíme tedy, že od okamžiku, kdy je nezanedbatelná část hmoty aspoň částečně ionizována, tak už nemůžeme používat jednoduchou úměru mezi vnitřní energií a teplotou hmoty.

Takže máte sice pravdu, že výpočet té teploty bude komplikovanější, ale rozhodně ne kvůli tomu, že se zanedbaly děje, jako je ohřívání tělesa k bodu tání, potom tání, pak ohřívání k bodu varu, samotný var, atd., protože to všechno dává dohromady příliš malou energii ve srovnání s kinetickou energií té hmoty. Naopak extrapolace teploty ať už použitím měrného tepla železných par při teplotě 3000 Kelvinů (což by dalo cca 95000 Kelvinů), tak už použitím stavové rovnice ideálního jednoatomového plynu (což by dalo cca 180000 Kelvinů) dává hodnoty dokonce mnohem vyšší, v obou případech samozřejmě chybně kvůli nepřípustným extrapolacím zanedbávajícím další fázovou změnu hmoty (ionizaci). O nějakém podstatném ochlazování v důsledku odpařování těkavějších složek nemůže být řeč – jednak lze už obecně protiargumentovat, že při průletu atmosférou se meteority neochlazují, ale naopak ohřívají, tedy v okamžiku dopadu už jsou mnohem teplejší než při vstupu do atmosféry, a jednak konkrétně v našem případě si musíme uvědomit, že se jednalo o těleso o průměru cca 10 km, při jeho průniku do atmosféry se tedy mohla odpařit jenom jeho naprosto zanedbatelná část.

Odpovědět

No, nečte se to hezky

Jenda Krynický,2014-12-18 14:40:31

.

Odpovědět

Ďakujem autorovi.

Sepp Winkler,2014-12-18 13:55:34

Opäť ďakujem autorovi za vynikajúci populárno-vedecký článok, osvetľujúci túto záhadnú a zaujímavú udalosť.

Nakoľko záver článku je v rovine hypotézy, čoby - keby, dovolím si tiež trochu zašpekulovať v polemike s autorovým názorom. Predpoklad, že by sa z dinosaurov nevyvinula inteligentná bytosť na úrovni súčasného človeka je veľmi populárny, ale zaváňa prílišným antropocentrizmom. Áno, je pravda, že za obdobie dlhšie ako sto miliónov rokov sa z dinosaurov nevyvinula forma života s porovnateľným inteligenčným potenciálom. Nie je ale vôbec isté, že by sa niečo podobné nestalo v ďalšej budúcnosti. Možno nejaký impulz zvonka vo forme inej katastrofy, alebo zmeny podmienok by spôsobil mutácie výhodné k tomu, aby rozvoj inteligencie akceleroval. Možností je množstvo a možno dnes by tento príspevok písal niekto s črtami jaštera :)

Ešte raz ďakujem p. Sochovi za jeho skvelé články a knižky.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni