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Um asteroide de dinossauro mortal causou um brutal tsunami global com ondas de até quilômetros de altura

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Um asteroide de dinossauro mortal causou um brutal tsunami global com ondas de até quilômetros de altura

Amplitude máxima de uma onda de tsunami após o impacto de um asteroide há 66 milhões de anos. Crédito: De Range et al. Em AGU Advances, 2022

Sessenta e seis milhões de anos atrás, um asteroide de um quilômetro e meio de largura atingiu a Terra, exterminando quase todos os dinossauros e cerca de três quartos das espécies de plantas e animais do planeta.

Também desencadeou um tsunami brutal com ondas de quilômetros de altura que varreram o fundo do oceano a milhares de quilômetros do local do impacto na Península de Yucatán, no México, de acordo com um novo estudo liderado pela Universidade de Michigan publicado on-line em 4 de outubro no jornal. ancestral AGU.

O estudo de pesquisa apresenta a primeira simulação global do tsunami de impacto de Chicxulub a ser publicada em uma revista científica revisada por pares. Além disso, os cientistas da UM revisaram o registro geológico em mais de 100 locais ao redor do mundo e descobriram evidências que apoiam as previsões de seus modelos sobre o curso e a força do tsunami.

“Este tsunami foi poderoso o suficiente para perturbar e erodir sedimentos em bacias oceânicas do outro lado do mundo, deixando uma lacuna nos registros sedimentares ou uma mistura de sedimentos antigos”, disse a principal autora Molly Ring. O estudo de modelagem para a tese de mestrado foi realizado sob a supervisão do físico oceanógrafo da UM e co-autor do estudo Brian Arbeck e do paleontólogo da UM e co-autor do estudo Ted Moore.

efeito de energia

Análise do registro geológico com foco em “divisões de fronteira”. Estes são sedimentos marinhos depositados antes ou depois do impacto do asteróide e depois[{” attribute=””>Cretaceous–Paleogene (K-Pg) mass extinction, which closed the Cretaceous Period.

“The distribution of the erosion and hiatuses that we observed in the uppermost Cretaceous marine sediments are consistent with our model results, which gives us more confidence in the model predictions,” said Range, who started the project as an undergraduate in Arbic’s lab in the Department of Earth and Environmental Sciences.

According to the study’s calculations, the initial energy in the impact tsunami was up to 30,000 times larger than the energy in the December 2004 Indian Ocean earthquake tsunami. That one is one of the largest tsunamis in the modern record and killed more than 230,000 people.

Modeled Tsunami Sea-Surface Height Perturbation After Asteroid Impact

Modeled tsunami sea-surface height perturbation, in meters, four hours after the asteroid impact. This image shows results from the MOM6 model, one of two tsunami-propagation models used in the University of Michigan-led study. Credit: From Range et al. in AGU Advances, 2022

The researcher’s simulations show that the impact tsunami radiated mainly to the east and northeast into the North Atlantic Ocean, and to the southwest into the South Pacific Ocean through the Central American Seaway (which used to separate North America and South America).

In those basins and in some adjacent areas, underwater current speeds likely exceeded 20 centimeters per second (0.4 mph),. This velocity is powerful enough to erode fine-grained sediments on the seafloor.

In contrast, the South Atlantic, the North Pacific, the Indian Ocean, and the region that is today the Mediterranean were largely shielded from the strongest effects of the tsunami, according to the team’s simulation. In those places, the modeled current speeds were likely less than the 20 cm/sec threshold.

Geological corroboration

U-M’s Moore analyzed published records of 165 marine boundary sections for the review of the geological record. He was able to obtain usable information from 120 of them. Most of the sediments came from cores collected during scientific ocean-drilling projects.

The North Atlantic and South Pacific had the fewest locations with complete, uninterrupted K-Pg boundary sediments. In contrast, the largest number of complete K-Pg boundary sections were uncovered in the South Atlantic, the North Pacific, the Indian Ocean, and the Mediterranean.

Modeled Tsunami Sea-Surface Height Perturbation

Modeled tsunami sea-surface height perturbation, in meters, 24 hours after the asteroid impact. This image shows results from the MOM6 model, one of two tsunami-propagation models used in the University of Michigan-led study. Credit: From Range et al. in AGU Advances, 2022

“We found corroboration in the geological record for the predicted areas of maximal impact in the open ocean,” said Arbic. He is a professor of earth and environmental sciences and oversaw the project. “The geological evidence definitely strengthens the paper.”

Of special significance, according to the authors, are outcrops of the K-Pg boundary on the eastern shores of New Zealand’s north and south islands, which are more than 7,500 miles (12,000 kilometers) from the Yucatan impact site.

The heavily disturbed and incomplete New Zealand sediments, called olistostromal deposits, were originally thought to be the result of local tectonic activity. However, given the age of the deposits and their location directly in the modeled pathway of the Chicxulub impact tsunami, the U-M-led team of researchers suspects a different origin.

“We feel these deposits are recording the effects of the impact tsunami, and this is perhaps the most telling confirmation of the global significance of this event,” Range said.

Comparing models

The modeling portion of the study used a two-stage strategy. First, a large computer program called a hydrocode simulated the chaotic first 10 minutes of the event. This included the asteroid impact, crater formation, and initiation of the tsunami. That work was conducted by co-author Brandon Johnson of Purdue University.

Based on the findings of previous studies, the scientists modeled an asteroid that was 8.7 miles (14 kilometers) in diameter, moving at 27,000 mph (12 kilometers per second). It struck granitic crust overlain by thick sediments and shallow ocean waters, blasting an approximately 62-mile-wide (100-kilometer-wide) crater and ejecting dense clouds of soot and dust into the atmosphere.

Maximum Tsunami Wave Amplitude

Maximum tsunami wave amplitude, in centimeters, following the asteroid impact 66 million years ago. Credit: From Range et al. in AGU Advances, 2022

Two and a half minutes after the asteroid struck, a curtain of ejected material pushed a wall of water outward from the impact site, briefly forming a 2.8-mile-high (4.5-kilometer-high) wave that subsided as the ejecta fell back to Earth.

According to the U-M simulation, 10 minutes after the projectile hit the Yucatan, and 137 miles (220 kilometers) from the point of impact, a 0.93-mile-high (1.5-kilometer-high) tsunami wave—ring-shaped and outward-propagating—began sweeping across the ocean in all directions.

At the 10-minute mark, the results of Johnson’s iSALE hydrocode simulations were entered into two tsunami-propagation models, MOM6 and MOST, to track the giant waves across the ocean. MOM6 has been used to model tsunamis in the deep ocean, and NOAA uses the MOST model operationally for tsunami forecasts at its Tsunami Warning Centers.

“The big result here is that two global models with differing formulations gave almost identical results, and the geologic data on complete and incomplete sections are consistent with those results,” said Moore, professor emeritus of earth and environmental sciences. “The models and the verification data match nicely.”

According to the team’s simulation:

  • One hour after impact, the tsunami had spread outside the Gulf of Mexico and into the North Atlantic.
  • Four hours after impact, the waves had passed through the Central American Seaway and into the Pacific.
  • Twenty-four hours after impact, the waves had crossed most of the Pacific from the east and most of the Atlantic from the west and entered the Indian Ocean from both sides.
  • By 48 hours after impact, significant tsunami waves had reached most of the world’s coastlines.

Dramatic wave heights

For the current study, the research team did not attempt to estimate the extent of coastal flooding caused by the tsunami.

However, their models indicate that open-ocean wave heights in the Gulf of Mexico would have exceeded 328 feet (100 meters), with wave heights of more than 32.8 feet (10 meters) as the tsunami approached North Atlantic coastal regions and parts of South America’s Pacific coast.

As the tsunami neared those shorelines and encountered shallow bottom waters, wave heights would have increased dramatically through a process called shoaling. Current speeds would have exceeded the 0.4 mph (20 centimeters per second) threshold for most coastal areas worldwide.

“Depending on the geometries of the coast and the advancing waves, most coastal regions would be inundated and eroded to some extent,” according to the researchers. “Any historically documented tsunamis pale in comparison with such global impact.”

The follow-up

Arbic said that a follow-up study is planned to model the extent of coastal inundation worldwide. That study will be led by Vasily Titov of the National Oceanic and Atmospheric Administration’s Pacific Marine Environmental Lab, who is a co-author of the AGU Advances paper.

Reference: “The Chicxulub Impact Produced a Powerful Global Tsunami” by Molly M. Range, Brian K. Arbic, Brandon C. Johnson, Theodore C. Moore, Vasily Titov, Alistair J. Adcroft, Joseph K. Ansong, Christopher J. Hollis, Jeroen Ritsema, Christopher R. Scotese and He Wang, 4 October 2022, AGU Advances.
DOI: 10.1029/2021AV000627

In addition to Range, Arbic, Moore, Johnson and Titov, the study authors are Alistair Adcroft of Princeton University, Joseph Ansong of the University of Ghana, Christopher Hollis of Victoria University of Wellington, Jeroen Ritsema of the University of Michigan, Christopher Scotese of the PALEOMAP Project, and He Wang of NOAA’s Geophysical Fluid Dynamics Laboratory and the University Corporation for Atmospheric Research.

Funding was provided by the National Science Foundation and the University of Michigan Associate Professor Support Fund, which is supported by the Margaret and Herman Sokol Faculty Awards. The MOM6 simulations were carried out on the Flux supercomputer provided by the University of Michigan Advanced Research Computing Technical Services.

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O lançamento da sonda lunar chinesa Chang'e-6 à medida que a corrida espacial com os Estados Unidos se intensifica

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O lançamento da sonda lunar chinesa Chang'e-6 à medida que a corrida espacial com os Estados Unidos se intensifica

Nota do editor: Inscrever-se para Boletim informativo Enquanto isso na China da CNN Que explora o que você precisa saber sobre a ascensão do país e como isso está afetando o mundo.


Wenchang/Hong Kong
CNN

A China lançou uma missão lunar não tripulada na sexta-feira, com o objetivo de trazer pela primeira vez amostras do outro lado da Lua, num avanço potencialmente importante para o ambicioso programa espacial da China.

Sonda Chang'e-6 China A missão lunar robótica mais complexa até à data – decolou num foguetão Longa Marcha-5 do Centro de Lançamento Espacial de Wenchang, na ilha de Hainan, no sul da China, onde os entusiastas do espaço se reuniram para testemunhar este momento histórico. A Administração Espacial Nacional do país disse que o lançamento foi bem-sucedido.

O lançamento marca o início de um marco importante que pretende ser um marco importante na busca da China para se tornar uma nação líder O poder espacial dominante Com planos de enviar astronautas à Lua até 2030 e construir uma base de pesquisa no seu pólo sul.

Isto vem com um número crescente de países, Incluindo os Estados Unidosolham para os benefícios estratégicos e científicos da expansão da exploração lunar num campo cada vez mais competitivo.

A missão planejada de 53 dias da China verá o módulo de pouso Chang'e-6 pousar em uma ampla cratera no outro lado da Lua, que nunca fica em frente da Terra. A China se tornou o primeiro e único país a pousar no outro lado da Lua durante sua missão Chang'e-4 de 2019.

Quaisquer amostras do outro lado recuperadas pela sonda Chang'e-6 poderão ajudar os cientistas a analisar a evolução da Lua e do próprio sistema solar – e fornecer dados importantes para promover as ambições lunares da China.

“O Chang'e-6 visa alcançar avanços na tecnologia de design e controle da retro-órbita lunar, amostragem inteligente, tecnologias de decolagem e subida e retorno automático de amostras no outro lado da Lua”, disse Ge Ping. Disse o vice-diretor do Centro de Exploração Lunar e Engenharia Espacial da Administração Espacial Nacional da China na semana passada no local de lançamento.

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A sonda Chang'e-6 será um grande teste às capacidades espaciais da China como parte dos seus esforços para realizar o “sonho eterno” do líder Xi Jinping de transformar o país numa potência espacial.

A China fez rápidos progressos no espaço nos últimos anos, num campo tradicionalmente liderado pelos Estados Unidos e pela Rússia.

Com o programa Chang'e, lançado em 2007 e batizado em homenagem à deusa da lua na mitologia chinesa, a China tornou-se em 2013 o primeiro país a conseguir uma aterrissagem robótica na Lua em quase quatro décadas. Em 2022, a China concluiu seu próprio projeto Estação espacial orbital Tiangong.

Héctor Retamal/AFP/Getty Images

A missão visa coletar amostras do outro lado da Lua, como parte de um ambicioso programa que inclui planos para uma missão lunar tripulada até 2030.

A missão Chang'e-6 tecnicamente complexa baseia-se no recorde de pouso da Chang'e-4 em 2019 no lado oculto da Lua e no sucesso da Chang'e-5 em 2020 em retornar à Terra com amostras da Lua próxima.

Desta vez, para se comunicar com a Terra do outro lado da Lua, o Chang'e-6 deve contar com o satélite Queqiao-2, que foi lançado em órbita lunar em março.

A sonda em si consiste em quatro partes: um orbitador, um veículo de descida, um veículo de subida e um módulo de reentrada.

O plano da missão é que o módulo de pouso Chang'e-6 colete poeira lunar e rochas após pousar na extensa Bacia Antártica, com cerca de 2.500 quilômetros de diâmetro, uma cratera formada há cerca de 4 bilhões de anos.

Uma espaçonave ascendente irá então transferir as amostras para o Lunar Orbiter para transferência para o módulo de reentrada e o retorno da missão à Terra.

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A complexa missão “passa praticamente por todas as etapas” que seriam necessárias para que os astronautas chineses pousassem na Lua nos próximos anos, segundo James Head, professor emérito da Universidade Brown que cooperou com Cientistas chineses estão liderando a missão.

Além de devolver amostras que poderiam produzir “novos insights fundamentais sobre a origem e a história inicial da Lua e do Sistema Solar”, a missão também serve como “ensaio automático para essas etapas” para levar os astronautas à Lua e de volta, disse ele. .

Héctor Retamal/AFP/Getty Images

Entusiastas do espaço se reuniram para assistir ao lançamento na Ilha de Hainan, no sul da China

China planeja lançar Mais duas tarefas Na série Chang-e, à medida que se aproxima do seu objetivo para 2030 de enviar astronautas à Lua antes de construir uma estação de investigação na próxima década no pólo sul da Lua – uma área que se acredita conter gelo de água.

A Chang'e-7, com lançamento previsto para 2026, visa procurar recursos no pólo sul da Lua, enquanto a Chang'e-8, a cerca de dois anos de distância, poderia analisar como os materiais lunares poderiam ser usados ​​para preparar a construção da base de pesquisa. disseram as autoridades chinesas. Ele disse.

O lançamento de sexta-feira ocorre no momento em que vários países intensificam seus programas lunares em meio a um foco crescente no acesso aos recursos e maior acesso à exploração do espaço profundo que missões lunares bem-sucedidas podem trazer.

ano passado, Índia desembarcou A primeira espaçonave russa na Lua, enquanto a primeira missão russa à Lua em décadas terminou em fracasso Queda da sonda Luna 25 Para a superfície da lua.

Em Janeiro, o Japão tornou-se o quinto país a pousar uma nave espacial na Lua, embora Atirador de pouso na Lua Tive problemas de energia devido ao ângulo de pouso incorreto. No mês seguinte, IM-1, A Uma missão financiada pela NASA A sonda, projetada por uma empresa privada com sede no Texas, pousou perto do Pólo Sul.

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O pouso – o primeiro de uma espaçonave de fabricação americana em mais de cinco décadas – está entre as várias missões comerciais planejadas destinadas a explorar a superfície lunar antes que a NASA tente devolver os astronautas americanos para lá. Assim que 2026 E construir seu acampamento base científico.

O administrador da NASA, Bill Nelson, no mês passado pareceu reconhecer que o ritmo da China – e as preocupações sobre as suas intenções – estavam a impulsionar a urgência americana de regressar à Lua, décadas depois das missões tripuladas Apollo.

“Acreditamos que grande parte do chamado programa espacial civil é um programa militar. Na verdade, acho que estamos numa corrida.” Nelson Dizer Os legisladores expressaram no mês passado a preocupação de que a China pudesse tentar impedir que os Estados Unidos ou outros países acessassem certas áreas da Lua se chegasse lá primeiro.

A China há muito que afirma que apoia a utilização pacífica do espaço e, tal como os Estados Unidos, espera utilizar a sua capacidade espacial para promover a boa vontade a nível internacional.

Desta vez, a China disse que a missão Chang'e-6 transporta instrumentos científicos ou cargas úteis da França, Itália, Paquistão e da Agência Espacial Europeia.

“A China espera fortalecer a cooperação com os seus homólogos internacionais e aprofundar a cooperação internacional no domínio do espaço”, disse Ge, da Administração Aeroespacial da China, aos jornalistas um dia antes do lançamento.

Saun Deng da CNN contribuiu com reportagens.

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Astrônomos resolvem o mistério da dramática explosão de FU Orionis em 1936

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Astrônomos resolvem o mistério da dramática explosão de FU Orionis em 1936

Impressão artística da vista em grande escala de FU~Ori. A imagem mostra fluxos resultantes da interação entre o poderoso vento estelar alimentado pela explosão e a atmosfera remanescente a partir da qual a estrela se formou. Os ventos estelares criam um choque poderoso no interior da atmosfera, e o gás dióxido de carbono arrastado pelo choque é o que o novo ALMA revelou. Crédito: NSF/NRAO/S. Danilo

Alma As observações da FU Orionis revelam como a acreção gravitacional de uma corrente de gás passada causa brilhos repentinos em estrelas jovens, lançando luz sobre os processos de formação de estrelas e planetas.

Um grupo incomum de estrelas na constelação de Órion revelou seus segredos. FU Orionis, um sistema estelar duplo, chamou a atenção dos astrónomos pela primeira vez em 1936, quando a estrela central subitamente se tornou 1.000 vezes mais brilhante que o normal. Este comportamento, esperado em estrelas moribundas, nunca foi visto antes numa estrela jovem como Vo Orionis.

Este estranho fenómeno inspirou uma nova classificação de estrelas com o mesmo nome (FUou Estrelas). As estrelas brilham repentinamente, explodindo em brilho, antes de escurecer novamente depois de muitos anos.

Entende-se agora que este brilho se deve ao facto de as estrelas obterem energia dos seus arredores através da acreção gravitacional, a principal força que forma estrelas e planetas. No entanto, como e porquê isto aconteceu permaneceu um mistério – até agora, graças aos astrónomos que utilizaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Notas inovadoras com o ALMA

FU Ori tem devorado material há quase 100 anos para manter a sua erupção. “Finalmente encontramos a resposta para a forma como estas jovens estrelas reabastecem a sua massa”, explica Antonio Hales, vice-diretor do Centro Regional da América do Norte do ALMA e cientista. no Observatório Astronômico Nacional Al-Radawi, autor principal desta pesquisa, publicada em 29 de abril no. Jornal Astrofísico. “Pela primeira vez, temos evidências observacionais diretas dos materiais que alimentam as explosões”.

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Amplie o sistema binário FU Ori e seu acumulador recém-descoberto. Esta impressão artística mostra o streamer recém-descoberto alimentando continuamente massa da casca para o sistema binário. Crédito: NSF/NRAO/S. Danilo

As observações do ALMA revelaram um longo e fino fluxo de monóxido de carbono caindo sobre FU Orionis. Parece que este gás não contém combustível suficiente para resistir à atual explosão. Em vez disso, pensa-se que este fluxo de acreção seja um remanescente de uma estrutura anterior muito maior que caiu neste jovem sistema estelar.

“É possível que a interação com um fluxo maior de gás no passado tenha desestabilizado o sistema e causado o aumento do brilho”, explica Hales.

Avanços na compreensão da formação estelar

Os astrónomos usaram diversas configurações de antenas ALMA para capturar diferentes tipos de emissões provenientes da FU Orionis e detectar o fluxo de massa para o sistema estelar. Eles também incorporaram novos métodos numéricos para modelar o fluxo de massa como um fluxo cumulativo e estimar suas propriedades.

“Comparamos a forma e a velocidade da estrutura observada com as esperadas de uma cascata de gases em queda, e os números fizeram sentido”, diz Ashish Gupta, Ph.D. candidato no Observatório Europeu do Sul (Isso) e coautor deste trabalho, que desenvolveu os métodos utilizados para modelar o dispositivo de emissão cumulativa.

Sistema de acumulação de streamer duplo Fu Ori

Amplie o sistema binário FU Ori e seu acumulador recém-descoberto. Esta impressão artística mostra o streamer recém-descoberto alimentando continuamente massa da casca para o sistema binário. Crédito: NSF/NRAO/S. Danilo

“A gama de escalas angulares que podemos explorar com um único instrumento é verdadeiramente notável,” acrescenta Sebastian Pérez da Universidade de Santiago do Chile (USACH). “O ALMA dá-nos uma visão abrangente da dinâmica da formação de estrelas e planetas, a partir da observação. grandes nuvens moleculares nas quais nascem centenas de estrelas, até as métricas mais comuns para sistemas solares.”, diretor do Núcleo Milênio de Exoplanetas Jovens e Suas Luas (YEMS) no Chile, e coautor desta pesquisa.

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Estas observações também revelaram um fluxo lento de monóxido de carbono da FU Orionis. Este gás não está relacionado com a recente explosão. Em vez disso, assemelha-se a fluxos observados em torno de outros protocorpos estelares.

“Ao compreender como estas estrelas estranhas são feitas, confirmamos o que sabemos sobre como as diferentes estrelas e planetas se formam”, acrescenta Hales. “Acreditamos que todas as estrelas sofrem eventos explosivos. discos em torno das estrelas emergentes e dos planetas em que elas se formam.”

“Temos estudado FU Orionis desde as primeiras observações do ALMA em 2012”, acrescenta Hales. É ótimo que finalmente estejamos obtendo respostas.

Referência: “Detecção de uma acreção lenta de grande angular e dispositivo de jato em torno de FU Orionis” por A. S. Hales, A. Gupta, D. Ruíz-Rodríguez, J. P. Williams, S. Pérez, L. Cieza, C. González-Ruilova, J. E. Pineda, A. Santamaria-Miranda, J. Tobin, B. Weber, Z. Zhou, e A. Zorlu, 29 de abril de 2024, Jornal Astrofísico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad31a1

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Comparação da tripulação comercial da NASA Boeing Starliner e SpaceX Dragon

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