Cratere di Chicxulub

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Cratere di Chicxulub
Chicxulub radar topography.jpg
La topografia radar rivela l'ampiezza di 180 chilometri dell'anello del cratere[1]
Stati Messico Messico
Chicxulub-Anomaly.jpg
Carta delle anomalie gravimetriche della Penisola dello Yucatán - In bianco la linea di costa[2]
Mappa di localizzazione: Messico
Cratere di Chicxulub
Cratere di Chicxulub

Coordinate: 21°24′N 89°31′W / 21.4°N 89.516667°W21.4; -89.516667

Il cratere di Chicxulub è un antico cratere da impatto sepolto sotto la penisola dello Yucatán, con il suo centro localizzato approssimativamente vicino al paese di Chicxulub, nel Messico. Le ricerche suggeriscono che questa struttura d'impatto possa datarsi a circa 65,95 milioni di anni fa[3], durante il passaggio tra il periodo Cretaceo e quello detto Paleogene.

Il diametro del meteorite, secondo le stime più accreditate, fu tra i 10 e i 14 km (paragonabile per dimensioni a Deimos, satellite di Marte) e l'energia liberata nell'impatto è stimata, approssimativamente, tra i 1023-24 joule[4][5], equivalenti ad un range tra 100.000.000 e 2.390.000.000 di megatoni. In confronto, il più potente ordigno termonucleare mai fatto detonare, la RDS-220, più comunemente nota come Bomba Zar, aveva una potenza di "soli" 50 megatoni[6], quindi tra le 2.000.000 e le 47.800.000 di volte meno potente. Altre stime propongono, più approssimativamente, un diametro tra 10 e 81 km e un'energia cinetica tra 1024-25 joule (tra i miliardi di megatoni e le decine di miliardi)[7], con qualche ordine di grandezza in più rispetto al consenso scientifico.

L'impatto provocò uno tsunami gigante che si sparse a cerchi concentrici in tutte le direzioni, colpendo specialmente l'isola caraibica di Cuba. L'emissione di polvere e particelle provocò cambiamenti climatici simili all'inverno nucleare, che probabilmente vide la superficie della Terra totalmente coperta da una nube di polvere per molti anni[8]. Questo calcolo dei tempi è in armonia con la teoria postulata dal fisico Luis Álvarez e da suo figlio Walter, un geologo, per spiegare l'estinzione dei dinosauri. Gli Alvarez postularono che l'estinzione dei dinosauri, approssimativamente contemporanea allo strato geologico noto come limite K-T, sarebbe stata causata dall'impatto di un meteorite di proporzioni quasi planetesimali. Questa teoria è attualmente accettata ampiamente dalla comunità scientifica.

La prova principale a favore di questa teoria è la presenza di un sottile strato di iridio presente in questo confine geologico, dato che l'iridio è un metallo considerato raro nella crosta terrestre, ma è un elemento abbondante nei meteoriti[9].

Scoperta[modifica | modifica wikitesto]

Nei primi anni novanta, Alan R. Hildebrand, dottorando dell'University of Arizona, visitò Beloc, un piccolo villaggio di montagna nell'isola di Haiti. Stava investigando alcuni depositi dell'epoca estinzione del cretaceo-terziario che includevano spessi depositi di roccia frammentata e disarrangiata, apparentemente rimossi da un certo luogo e violentemente proiettati e poi depositati ovunque da un gigantesco tsunami molto probabilmente provocato dall'impatto di un piccolo corpo celeste. Questi depositi sono in molte località attorno al globo, ma si concentrano nei Caraibi.

Hildebrand scoprì un tipo di ghiaia verdastro-marrone contenente un eccesso di iridio, che mostrava anche piccoli granuli di quarzo sottoposti a stress termico-pressorio e piccole sferule di silicio vetrificato che sembravano essere tectiti. Lui ed il suo tutor universitario William V. Boynton pubblicarono i risultati della loro ricerca, suggerendo non solo che i depositi fossero il risultato di un impatto asteroidale sulla Terra, ma anche che l'impatto non potesse essere stato distante più di 1 000 chilometri.

Tale circostanza, dal momento che nessun cratere di alcun tipo era noto nel bacino dei Caraibi, risultò di particolare interesse. Hildebrand e Boynton riportarono la loro scoperta ad una conferenza geologica internazionale, suscitando un vivo interesse.

Indizi basati sulla densità del materiale eiettato segnalavano la possibile ubicazione dei crateri d'impatto al largo della costa nord della Colombia oppure vicino all'angolo occidentale di Cuba. Infine Carlos Byars, un reporter del Houston Chronicle, contattava Hildebrand e gli diceva che un geofisico noto come Glen Penfield aveva scoperto quello che poteva essere il cratere da impatto nel 1978, sepolto nella parte nord della penisola dello Yucatán.

In quell'anno, Penfield aveva lavorato per la Petróleos Mexicanos (PEMEX, la compagnia petrolifera di Stato messicana), come un membro dello staff per la scansione magnetica aerea della penisola dello Yucatán. Quando Penfield esaminò i dati della scansione, vi trovò anche un netto e gigantesco "arco" sotterraneo nei dati magnetici colmi di rumore di fondo che venivano elaborati. Questo arco, con i suoi estremi che puntavano a sud, presente nel fondo del mare dei Caraibi al largo dello Yucatán non era concordante con quello che ci si poteva aspettare dalla geologia nota della regione. Penfield ne fu intrigato, e riuscì ad ottenere una carta delle variazioni di campo gravitazionale nello Yucatán che era stata eseguita negli anni sessanta e che giaceva impolverata negli archivi della PEMEX. Trovò un altro arco, ma quest'ultimo era nell'entroterra della penisola dello Yucatán, ed i suoi estremi puntavano a nord. Mise a confronto le due mappe e riscontrò che i due archi si riunivano in un cerchio netto, largo 180 chilometri, con il suo centro nel villaggio di Chicxulub Puerto.

Penfield era un astronomo amatoriale ed aveva una buona idea di quello che cercava. Anche se la PEMEX non gli permise di pubblicare dati specifici, consentì sia a lui che al collega Antonio Camargo di presentare i loro risultati in una conferenza geologica del 1981. Sfortunatamente, la conferenza quell'anno fu disertata, ironicamente, perché molti geologi seguivano un workshop sugli impatti cometari sulla Terra, e il loro rapporto attirò poca attenzione, anche se riuscì alla fine a giungere a Byars.

Penfield non si arrese. Sapeva che la PEMEX aveva perforato pozzi esplorativi in zona nel 1951. Uno dei pozzi aveva bucato uno spesso strato di roccia ignea nota come "andesite" a circa 1,3 chilometri di profondità. Quella struttura poteva essere stata creata dall'intenso calore e pressioni di un impatto asteroidale sulla Terra, ma ai tempi delle perforazioni era stato liquidato come un "domo vulcanico", anche se una caratteristica del genere risultava fuori posto nella geologia della regione.

Ulteriori studi dei core di roccia immagazzinati avrebbero risolto la questione, ma sfortunatamente molti di questi erano andati perduti nell'incendio di un magazzino nel 1979. Penfield prese un aereo per lo Yucatán per vedere se trovava qualcosa delle tailing (code) lasciate dalle teste di perforazione. Questa sua idea non risultò proficua, ed in un caso Penfield scavò dentro una porcilaia comunale che era stata ubicata in un sito di deposito delle teste di perforazione, compito da lui stesso raccontato come "spiacevole e infruttuoso".

Comunque, dopo che Hildebrand ebbe contattato Penfield, i due riuscirono a recuperare due campioni separati estratti dai pozzi perforati dalla PEMEX nel 1951. Le analisi mostrarono chiaramente materiali risultanti dallo shock e dal metamorfismo. Studi eseguiti da altri geologi sui frammenti di Beloc confermarono un impatto asteroidale.

I dati raccolti cominciavano ad essere convincenti, e le ricerche riguardo al cratere d'impatto ricevettero un ulteriore impulso quando un gruppo di ricercatori californiani, comprendente Kevin O. Pope, Adriana C. Ocampo, e Charles E. Duller, iniziò a studiare le immagini satellitari della regione. Si scoprì che esisteva un anello quasi perfetto di sinkhole (doline) o cenotes (depressioni da subsidenza) centrati sulla località di Puerto Chicxulub che combaciavano perfettamente con l'anello che Penfield aveva trovato nei suoi dati. Questi sinkholes erano stati probabilmente causati dalla subsidenza delle pareti del cratere[10].

L'evidenza era sufficiente, ed ulteriori studi hanno accumulato molti indizi che indicano come il cratere avesse un diametro di 300 chilometri, e che l'anello di 180 km sia solo una "parete interna" (Sharpton & Marin, 1997).

In anni recenti sono stati scoperti alcuni altri crateri, aventi approssimativamente la stessa età di Chicxulub, tutti tra le latitudini di 20°N e 70°N. Alcuni sono il cratere Silverpit nel Mare del Nord, ed il Cratere Boltysh in Ucraina, entrambi molto più piccoli rispetto a Chicxulub, probabilmente causati da oggetti con dimensioni dell'ordine del centinaio di metri. Questo ha portato all'ipotesi che l'impatto di Chicxulub possa essere stato soltanto uno di una serie di impatti consecutivi avvenuti in un tempo ristretto.

Il cataclisma[modifica | modifica wikitesto]

L'animazione mostra la formazione di un cratere meteoritico complesso come quello di Chicxulub. Al momento dell'impatto l'asteroide si vaporizza scatenando potentissime onde d'urto che liquefanno la superficie e lacerano le rocce sottostanti, mentre migliaia di km3 di materiali fusi vengono scaraventati a grandissima velocità fuori dal cratere transiente, che è instabile; analogamente a ciò che accade lanciando un sasso in uno stagno, si verifica un effetto rimbalzo repentino che controbilancia la pressione delle onde d'urto e si solleva un titanico pennacchio centrale di materiale fuso che in pochi minuti collassa assieme al cratere transiente, generando il cratere finale.

Al momento dell'impatto, la tremenda energia cinetica di un corpo roccioso o di ghiaccio dal diametro di 10-15 km e dalla velocità di oltre 72.000 km/h (oltre 20 km/s) si sarebbe tramutata istantaneamente in luce e calore a causa dell'estrema pressione, dell'ordine dei GPa. L'asteroide si vaporizzò all'istante e una gigantesca palla di fuoco dalle dimensioni di un paese di piccole-medie dimensioni, equivalente di un'esplosione massiccia, e dalla temperatura di diverse migliaia di gradi, incenerì in pochi secondi ogni creatura vivente e materiale infiammabile fino a migliaia di km di distanza, su scala continentale, a causa dell'intensissima radiazione termica e luminosa. Seguirono colossali e velocissime onde d'urto in grado di spazzare via ciò che non fu incenerito dall'iniziale irraggiamento termico.

Le simulazioni mostrano che furono innescati almeno due megatsunami alti centinaia di metri; lo tsunami iniziale, causato dall'espansione del cratere transiente e dalla forza d'urto dell'impatto che spinsero via miliardi di litri d'acqua marina in tutte le direzioni, e un secondo megatsunami in seguito al riempimento del cratere, con le acque che si rigettarono violentemente verso l'esterno dopo essersi scontrate al centro. Il meccanismo è del tutto analogo a quello che avviene quando si getta un sasso in un liquido, con lo stesso che si dirama in ogni direzione a cerchi concentrici dopo il successivo incontro dell'acqua, che torna a riempire lo spazio vuoto in seguito all'urto, formando una torre d'acqua al centro. Tali megatsunami raggiunsero le coste del proto-Golfo del Messico entro poche ore, ed erano potenzialmente in grado di sospingersi per centinaia di chilometri nell'entroterra; successivamente, le onde si propagarono in tutto il mondo come tsunami globale.

Tremende onde d'urto si propagarono lungo la crosta terrestre, generando onde sismiche di magnitudo 10-11, di durata ed intensità tali da provocare liquefazione della superficie e collassi su larga scala delle piattaforme continentali attorno alla regione; seguirono numerosi tsunami secondari, generati direttamente dalle onde sismiche o causati dagli smottamenti.

Una piccola parte dei detriti schizzò via dal cratere con tanta violenza da superare la velocità di fuga per raggiungere lo spazio mentre la maggior parte si muoveva ad altissime velocità seguendo una traiettoria relativamente bassa; ricadendo su tutta la Terra diverse ore dopo l'impatto, miliardi di detriti di medie-grandi dimensioni distrussero ogni cosa e innescarono incendi almeno su scala continentale, mentre trilioni di minuscole tectiti incandescenti a causa dell'attrito con l'aria, infiammarono l'atmosfera su tutto il pianeta provocando probabilmente un impulso di radiazione termica di centinaia di gradi in grado di bruciare ogni cosa rimasta intatta e di arrostire qualsiasi creatura rimasta in superficie.

A questi si aggiunsero gli effetti a lungo termine: i detriti e gli incendi, che sollevarono miliardi di tonnellate di bromo, cloro, acido solforico e acido nitrico, oscurarono il pianeta per un lungo periodo di tempo innescando un lungo inverno da impatto astronomico, un qualcosa di analogo ad un inverno nucleare; questa è ritenuta comunemente la causa principale dell'estinzione di massa del Cretaceo-Paleogene ma in realtà la maggior parte degli animali dovette estinguersi entro poche ore a causa soprattutto degli effetti sulla superficie dell'impulso di radiazione termica provocato dalle trilioni di tectiti in atmosfera.[11][12][13][14][15]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Immagine P.D. fornita da NASA/JPL-Caltech
  2. ^ Immagine fornita da NASA/JPL-Caltech
  3. ^ Comet or asteroid impact wiped out dinosaurs 66,038,000 years ago, su news.yahoo.com. URL consultato il 09-02-2013.
  4. ^ (EN) Kevin O. Pope, Kevin H. Baines e Adriana C. Ocampo, Energy, volatile production, and climatic effects of the Chicxulub Cretaceous/Tertiary impact, in Journal of Geophysical Research: Planets, vol. 102, E9, 1997, pp. 21645-21664, DOI:10.1029/97JE01743. URL consultato il 18 gennaio 2021.
  5. ^ Bralower et al., The Cretaceous-Tertiary boundary cocktail: Chicxulub impact triggers margin collapse and extensive sediment gravity flows, in Geology, vol. 26, n. 4, 1998, pp. 331-334.
  6. ^ The Soviet Weapons Program - The Tsar Bomba, su www.nuclearweaponarchive.org. URL consultato il 18 gennaio 2021.
  7. ^ Hector Javier Durand-Manterola e Guadalupe Cordero-Tercero, Assessments of the energy, mass and size of the Chicxulub Impactor, in arXiv:1403.6391 [astro-ph], 19 marzo 2014. URL consultato il 3 febbraio 2021.
  8. ^ Pope et al., 1997
  9. ^ (EN) The Chixulub Debate, su geoweb.princeton.edu (archiviato dall'url originale il 17 ottobre 2006).
  10. ^ Pope et al., 1996
  11. ^ (EN) Kazuhisa Goto, Ryuji Tada e Eiichi Tajika, Evidence for ocean water invasion into the Chicxulub crater at the Cretaceous/Tertiary boundary, in Meteoritics & Planetary Science, vol. 39, n. 8, 2004, pp. 1233-1247, DOI:10.1111/j.1945-5100.2004.tb00943.x. URL consultato il 25 gennaio 2021.
  12. ^ Schulte et al., The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary (PDF), in Science, vol. 327, 2010, pp. 1214-1218.
  13. ^ (EN) Devon Parkos, Alina Alexeenko e Marat Kulakhmetov, NOx production and rainout from Chicxulub impact ejecta reentry, in Journal of Geophysical Research: Planets, vol. 120, n. 12, 2015, pp. 2152-2168, DOI:10.1002/2015JE004857. URL consultato il 18 gennaio 2021.
  14. ^ (EN) Sean P. S. Gulick, Timothy J. Bralower e Jens Ormö, The first day of the Cenozoic, in Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 116, n. 39, 24 settembre 2019, pp. 19342-19351, DOI:10.1073/pnas.1909479116. URL consultato il 18 gennaio 2021.
  15. ^ (EN) Winding down the Chicxulub impact: The transition between impact and normal marine sedimentation near ground zero, in Marine Geology, vol. 430, 1º dicembre 2020, p. 106368, DOI:10.1016/j.margeo.2020.106368. URL consultato il 18 gennaio 2021.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • (EN) Pope KO, Baines KH, Ocampo AC, Ivanov BA, Energy, volatile production, and climatic effects of the Chicxulub Cretaceous/Tertiary impact, in Journal of Geophysical Research, vol. 102, E9, 1997, pp. 21645-64, PMID 11541145.
  • (EN) Pope KO, Ocampo AC, Kinsland GL, Smith R, Surface expression of the Chicxulub crater, in Geology, vol. 24, n. 6, 1996, pp. 527-30, PMID 11539331.
  • (ES) Rojas-Consuegra, R., M. A. Iturralde-Vinent, C. Díaz-Otero y D. García-Delgado, Significación paleogeográfica de la brecha basal del Límite K/T en Loma Dos Hermanas (Loma Capiro), en Santa Clara, provincia de Villa Clara. I Convención Cubana de Ciencias de la Tierra., in GEOCIENCIAS, vol. 8, n. 6, 2005, pp. 1-9, ISBN 959-7117-03-7.
  • (EN) Sharpton VL, Marin LE, The Cretaceous-Tertiary impact crater and the cosmic projectile that produced it, in Annals of the New York Academy of Sciences, vol. 822, 1997, pp. 353-80, PMID 11543120.
  • Walter Alvarez, T. Rex e il cratere dell'apocalisse, Milano, Mondadori, 1998.

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