2022年10月11日 星期二

6,600 萬年前小行星撞擊引發全球海嘯,中心初始浪高達 4,500公尺!

Images©Mark Garlick

在6,600萬年前導致恐龍滅絕的小行星撞擊地球事件中,於撞擊點的墨西哥灣為中心,引發了一場環繞全球的巨型海嘯。密歇根大學地球與環境科學系的 Molly Range 與研究團隊,建立了小行星撞擊墨西哥猶加敦半島後的巨浪數位模型,並與全球120處的海洋沉積岩芯資料比對後,顯示與模型預測相符,因此確認大海嘯確實發生,並且橫掃了全球一半的海盆。

Range 根據過去對小行星估計數值,直徑14公里、密度2,650 kg/m3,時速43,500公里(音速35倍)為基礎進行模擬,計算結果顯示,撞擊後產生了一個100公里寬的撞擊坑,2.5分鐘後,噴出的物質將海水急速向外推出,形成一道4,500 公尺高的海嘯水牆。10分鐘後,海嘯波已經到達距離撞擊點約220公里處,一小時後,海嘯越過墨西哥灣衝進北大西洋。四小時後,海嘯通過了中美洲航道進入太平洋。一天後,海嘯穿越太平洋和大西洋大部份地區,在印度洋兩側會合。48小時內全球大部份海岸線都被殃及。不過只有當水流超過時速 0.6公里,才足以侵蝕海底沉積,但南大西洋、北太平洋、印度洋和現在的地中海水速低於前述閾值,影響較小。

小行星撞擊後,全球引發熊熊大火,富含硫磺塵埃和煙雲帶來致命的酸雨和長期降溫,即核子冬天效應,導致約四分之三的植物和動物物種被消滅,非鳥類恐龍完全滅絕,白堊紀也隨之結束。

撞擊後四小時模擬的海嘯海面高度擾動(單位:米)©Range et al. in AGU Advances, 2022

撞擊後24小時模擬的海嘯海面高度擾動(單位:米)©Range et al. in AGU Advances, 2022

撞擊後的最大海嘯波幅(單位:釐米)©Range et al. in AGU Advances, 2022

研究小組甚至在距離撞擊點12,000公里外,紐西蘭東部的南北兩島發現了撞擊事件的露頭,也就是暴露的岩石沉積物。最初科學家認為這些露頭是地質活動形成,但從其年齡和在海嘯模擬路線上的位置研判,其應為小行星巨浪所造成。

模型並沒有評估全球各沿海地區的洪水,但有證據顯示,海嘯接近墨西哥灣沿岸時浪高超過100米,在北大西洋沿海地區和南美洲太平洋海岸部份地區時,浪高超過10米,而且隨著海岸附近變淺,海浪高度會急劇升高。根據海岸的形狀和海嘯方向,大多數沿海地區都將被淹沒並受到相當程度的侵蝕。這樣的海嘯在地球歷史上空前絕後,其他海嘯相形見絀,其初始能量比2004年12月印度洋地震,造成23萬多人死亡的海嘯所釋放能量大3萬倍。

doi.org/10.1029/2021AV000627

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