Kevin Gill/Flickr, CC BY-SA
De oceaanbodem is minder onderzocht dan het oppervlak van Mars. Toen ons team wetenschappers onlangs de zeebodem en oude sedimenten daaronder in kaart bracht, ontdekten we iets wat lijkt op een inslagkrater van een asteroïde.
Intrigerend is dat de krater, “Nadir” genoemd naar de nabijgelegen vulkaan Nadir Seamount, even oud is als de Chicxulub-inslag, veroorzaakt door een enorme asteroïde aan het eind van het Krijt, zo’n 66 miljoen jaar geleden, die de dinosaurussen en vele andere diersoorten uitroeide.
De ontdekking, gepubliceerd in Science Advances, doet de vraag rijzen of de krater op de een of andere manier met Chicxulub in verband kan worden gebracht. Indien dit wordt bevestigd, zou het ook van groot algemeen wetenschappelijk belang zijn, omdat het één van de zeer weinige bekende inslagen van asteroïden op zee zou zijn en zo unieke nieuwe inzichten zou verschaffen in wat er tijdens zo’n botsing gebeurt.
De krater werd geïdentificeerd met behulp van “seismische reflectie” als onderdeel van een breder project om de tektonische scheiding van Zuid-Amerika en Afrika in de Krijt-periode te reconstrueren. Seismische reflectie werkt op een soortgelijke manier als ultrasone gegevens, waarbij drukgolven door de oceaan en zijn bodem worden gezonden en de teruggekaatste energie wordt gedetecteerd. Aan de hand van deze gegevens kunnen geofysici en geologen de architectuur van de rotsen en sedimenten reconstrueren.
Toen we eind 2020 door deze gegevens scrolden, stuitten we op een hoogst ongebruikelijk kenmerk. Tussen de vlakke, gelaagde sedimenten van het Guinea Plateau, ten westen van Afrika, bevond zich een grote krater, iets minder dan 10 km breed en enkele honderden meters diep, begraven onder honderden meters sediment.
Veel van zijn kenmerken komen overeen met een inslagoorsprong, waaronder de schaal van de krater, de verhouding tussen hoogte en breedte en de hoogte van de kraterrand. Ook de aanwezigheid van chaotische afzettingen buiten de kraterbodem lijkt op “ejecta” – materiaal dat onmiddellijk na een botsing uit de krater wordt geblazen.
Hoe de krater gevormd kan zijn.
We hebben andere mogelijke processen overwogen die zo’n krater zouden kunnen hebben gevormd, zoals de instorting van een onderzeese vulkaan of een zoutpilaar (of diapir) onder de zeebodem. Een explosief vrijkomen van gas van onder het oppervlak zou ook een oorzaak kunnen zijn. Maar geen van deze mogelijkheden is in overeenstemming met de plaatselijke geologie of de geometrie van de krater.
Aardbevingen, airblast, vuurbal en tsunami’s
Nadat we de krater hadden geïdentificeerd en gekarakteriseerd, bouwden we computermodellen van een inslaggebeurtenis om te zien of we de krater konden nabootsen en de asteroïde en zijn inslag konden karakteriseren.
De simulatie die het beste past bij de vorm van de krater is voor een asteroïde met een diameter van 400 meter die inslaat in een oceaan die 800 meter diep is. De gevolgen van een inslag in de oceaan bij een dergelijke waterdiepte zijn dramatisch. Het gevolg zou zijn dat een 800 meter dikke waterkolom, alsmede de asteroïde en een aanzienlijke hoeveelheid sediment onmiddellijk zouden verdampen – met een grote vuurbal die honderden kilometers verderop zichtbaar zou zijn.
Schokgolven van de inslag zouden overeenkomen met een aardbeving van magnitude 6,5 of 7, die waarschijnlijk onderwater aardverschuivingen in het gebied zou veroorzaken. Er zou zich een trein van tsunamigolven vormen.
De luchtontploffing van de explosie zou groter zijn dan alles wat er in de geschiedenis op aarde is gehoord. De vrijgekomen energie zou ongeveer duizend keer groter zijn dan die van de recente uitbarsting in Tonga. Het is ook mogelijk dat de drukgolven in de atmosfeer de tsunamigolven ver weg van de krater nog zouden versterken.
Chicxulub relatief?
Een van de meest intrigerende aspecten van deze krater is dat hij ongeveer even oud is als de reusachtige Chicxulub-inslag, ongeveer een miljoen jaar geleden, op de grens tussen het Krijt en het Paleogeen, 66 miljoen jaar geleden. Nogmaals, als dit werkelijk een inslagkrater is, zou er dan een verband tussen beide kunnen zijn?
We hebben drie ideeën over hun mogelijke relatie. De eerste is dat zij gevormd zouden kunnen zijn uit het uiteenvallen van een moederasteroïde, waarbij het grotere fragment resulteerde in de Chicxulub gebeurtenis en een kleiner fragment (het “kleine zusje”) de Nadir krater vormde. Als dat het geval is, kunnen de schadelijke gevolgen van de Chicxulub-inslag nog zijn versterkt door de Nadir-inslag, waardoor de massale uitsterving nog ernstiger is geworden.
De breuk zou kunnen zijn ontstaan door een eerdere bijna-botsing, toen de asteroïde of komeet dicht genoeg bij de aarde kwam om gravitatiekrachten te ondervinden die sterk genoeg waren om hem uit elkaar te trekken. De eigenlijke botsing kan dan in een volgende baan hebben plaatsgevonden.
Hoewel dit minder waarschijnlijk is voor een rotsachtige asteroïde, is dit uit elkaar trekken precies wat er gebeurde met de Shoemaker-Levy 9 komeet die in 1994 met Jupiter in botsing kwam, waarbij meerdere komeetfragmenten in de loop van enkele dagen op de planeet botsten.
Een andere mogelijkheid is dat Nadir deel uitmaakte van een langer bestaande “inslagcluster”, gevormd door een botsing in de asteroïdengordel eerder in de geschiedenis van het zonnestelsel. Dit staat bekend als de “kleine neef” hypothese link komt eraan.
Deze botsing kan een regen van asteroïden het binnenste zonnestelsel in hebben gestuurd, die over een langere periode, misschien een miljoen jaar of langer, met de Aarde en andere binnenplaneten in botsing kunnen zijn gekomen. We hebben een precedent voor een dergelijke gebeurtenis in het Ordovicium – meer dan 400 miljoen jaar geleden – toen er in korte tijd talrijke inslagen plaatsvonden.
Nadir krater.
Tenslotte kan dit natuurlijk gewoon toeval zijn. We verwachten ongeveer elke 700.000 jaar een botsing van een asteroïde ter grootte van Nadir. Voorlopig kunnen we echter niet met zekerheid zeggen dat de Nadir-krater is gevormd door een inslag van een asteroïde, totdat we fysiek monsters van de kraterbodem hebben genomen en mineralen hebben geïdentificeerd die alleen door extreme schokdruk kunnen worden gevormd. Daartoe hebben we onlangs in het kader van het International Ocean Discovery Program een voorstel ingediend om in de krater te boren.
Net als bij de hypothese van de hoofdinslagkrater, kunnen we de hypothesen van het kleine zusje en het kleine neefje alleen testen door de krater nauwkeurig te dateren met behulp van deze monsters, en door te zoeken naar andere kandidaat-kraters van een vergelijkbare ouderdom.
Misschien nog belangrijker: zou zo’n gebeurtenis in de nabije toekomst kunnen plaatsvinden? Het is onwaarschijnlijk, maar de grootte van de asteroïde die wij modelleren lijkt sterk op de asteroïde Bennu die zich momenteel in een baan om de Aarde bevindt. Deze asteroïde wordt beschouwd als een van de twee gevaarlijkste objecten in het zonnestelsel, met een kans van 1 op 1.750 dat hij in de komende eeuwen met de aarde in botsing komt.
Uisdean Nicholson ontvangt financiering van de Natural Environment Research Council (NERC).
Sean Gulick heeft financiering ontvangen van de US National Science Foundation en de NASA voor zijn onderzoek naar Chicxulub.
Veronica Bray werkt niet voor, geeft geen advies aan, heeft geen aandelen in, en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft buiten haar academische aanstelling geen andere relevante affiliaties bekend gemaakt.
