© Elena Lacey/Wired
STELT U ZICH EENS VOOR dat u tussen de dinosauriërs wenst te kamperen. Maar niet zomaar any dinosaurus, u wilt kamperen tussen de meest beroemde. De meest angstaanjagende. Dus stel, u stelt een tijdmachine in op 66,5 miljoen jaar geleden en u reist vervolgens terug in de tijd naar de late Krijtperiode.
Daar vinden we de tyrannosaurus jagend op de triceratops. Daar hebben we de alamosaurus, één van de grootste schepsels die ooit op Aarde rondliepen. En dan de tank-achtige ankylosaurus die tegenstanders verplettert met zijn sloopkogel-achtige staart. En net als u op een avond eens fijn wilt gaan zitten, verschijnt er een gloednieuwe ster aan de hemel van het noordelijk halfrond.
De ster zal niet flitsen, opflakkeren of over de horizon scheren. Zij lijkt stil te staan en net zo twinkelend te zijn als alle anderen. Maar kijk een paar uur later nog eens en u zult denken dat deze nieuwe ster toch wel enigszins helderder lijkt. Als u de volgende nacht zou kijken zal ze de helderste ster aan de hemel zijn geworden. Dan zal zij alle planeten overtreffen. En vervolgens de maan. En tenslotte de zon. Om daarna door de atmosfeer te schieten, de Aarde te raken en 100 miljoen keer meer energie te ontketenen dan de zwaarste ooit tot ontploffing gebrachte thermonucleaire bom. U zult uw tent voor die tijd ingepakt willen hebben. En misschien verhuisd willen zijn naar de andere kant van de planeet.
De dag dat de Chicxulub-asteroïde insloeg in wat nu een stadje is met deze naam op het Mexicaanse schiereiland Yucatán, is het meest ingrijpende moment in de geschiedenis van het leven op onze planeet. In een prehistorische nanoseconde eindigde de heerschappij van de dinosauriërs en kwamen de zoogdieren in de opkomst. De inslag roeide niet alleen alle dinosauriërs uit, op een paar grondbroedende vogels na, maar doodde ook ieder landzoogdier groter dan een wasbeer. In een oogwenk begon de Aarde aan een van de meest apocalyptische periodes uit haar geschiedenis. Zou u zoiets kunnen overleven? Misschien.
Indien u uw tentje opslaat op het juiste continent, in de juiste omgeving en u zoekt de juiste beschutting, op de juiste hoogte, op het juiste moment, dan heeft u wellicht een kans, zegt Charles Bardeen, een klimaatwetenschapper van het National Center for Atmospheric Research, die onlangs de fall-out van de asteroïde modelleerde voor de Proceedings of National Academy of Sciences. Natuurlijk, zelfs als u zich zou bevinden aan de andere kant van de wereld op het moment van de inslag - hetgeen de enige manier is waarop u kunt hopen het er levend vanaf te brengen - raadt hij u aan snel te handelen. Zodra u een supersonische knald hoort (geen zorgen - u kunt deze ook aan de andere kant van de wereld horen), gaat u naar een hooggelegen plek en zoekt u een schuilplaats. En wel onmiddellijk.
U zou dit ietwat alarmerend kunnen vinden. Als u zich aan de andere kant van de wereld zou bevinden - en daar zou u zich moeten bevinden - waarom zou u dan moeten bukken en dekking zoeken voor een stuk steen ter grootte van een stad welke 10.000 mijl verderop landt? Maar u zou niet de eerste zijn die de fout maakt een asteroïde te onderschatten. Het catastrofale risico van asteroïden werd pas goed begrepen tegen de aanvang van de Eerste Wereldoorlog. Voor die tijd dachten de meeste astronomen in een staat van gelukzalige naïviteit, dat enorme inslagen zoals Chicxulub inslag gewoonweg niet mogelijk waren.
© Cody Cassidy/Kevin Plottner
Aan het begin van de 20e eeuw observeerden astronomen als Nikolai Morozov* uit Rusland nieuw ontwikkelde hoge explosieven en deden een nogal opzienbarende ontdekking: Grote explosies verschillen in een aantal opzichten van gegooide stenen, maar het meest onheilspellende is - althans voor het voortbestaan van onze soort - dat ze ronde kraters achterlaten ongeacht de hoek van inslag. Zoals Morozov in 1909 schreef na het uitvoeren van een reeks experimenten, zouden asteroïde inslagen "het omringende stof in alle richtingen wegslingeren, ongeacht hun translatiebeweging, op dezelfde manier als artilleriegranaten doen wanneer ze op rulle aarde vallen."
Voordat Morozov zijn ontdekking deed waren astronomen zich ervan bewust dat asteroïden verwoestend konden zijn. "De val van een bolide met een diameter van zelfs maar 16 kilometer ... zou voldoende zijn geweest om het organische leven op aarde te vernietigen," schreef Nathan Shaler, decaan van Harvard's Lawrence Scientific School en voorstander van de vulkaantheorie in 1903. Maar de meesten geloofden dat dit een volledig theoretische exercitie was, deels omdat, zoals Shaler opmerkte in zijn verdediging van de maanvulkanisme theorie, het bestaan van de mensheid zelf bewees dat een dergelijke inslag niet kon hebben plaatsgevonden.
Morozov's berekeningen veranderden dat. Als eenmaal de ware oorsprong van de littekens aan het oppervlak van de maan bekend is, hoeft men geen astronoom te zijn - of zelfs maar een telescoop te bezitten - om tot de ontnuchterende conclusie te komen, dat asteroïden een apocalyptisch potentieel hebben en dat hun inslagen onvermijdelijk zijn.
Shaler had in zekere zin met vooruitziende blik ongelijk. Een asteroïde van bijna de grootte die hij beschreef, sloeg in op de Aarde en vaagde de dominante soort van de planeet weg. Maar in plaats van de mens uit te roeien, maakte deze asteroïde het evolutionaire pad vrij voor een placentazoogdier ter grootte van een spitsmuis om uiteindelijk te kruipen, lopen en een kampeertocht naar de apocalyps te overwegen.
MEN ZOU KUNNEN DENKEN dat het overleven van de spitsmuisachtige voorouder bewijst dat een zoogdier met grotere hersenen zoals uzelf een redelijke kans zou maken. Helaas had de spitsmuis een aantal apocalyps-vriendelijke aanpassingen die de mens sindsdien is kwijtgeraakt. De spitsmuis kon overleven op insecten, trok zich terug in z'n holletje tegen de hitte en had een vacht om zich te verwarmen tijdens de daaropvolgende periode van vrieskou. Sommige overlevingsstrategieën van de spitsmuis kunnen nagebootst worden. Zo kunt u zich ingraven en uw voedingspatroon uitbreiden. Maar de evolutie heeft u van andere beroofd en onze opponeerbare duimen zijn misschien niet voldoende om uzelf te redden als die fonkelende ster met 20 km per seconde de dampkring van de aarde binnensuist.
Bij een impact met een dergelijke snelheid, gedraagt de atmosfeer van de Aarde zich als water. Kleinere stenen - die we meteoren noemen - raken de atmosfeer als kiezelstenen in een vijver; ze vertragen snel op grote hoogte en verbranden ofwel door wrijving met de lucht of vertragen tot hun eindsnelheid van 260 km/u op lage hoogte. Maar de Chicxulub-asteroïde, ter grootte van een berg, raakt onze atmosfeer als een grote zwerfkei in een plas. Hij behoudt zijn snelheid tot de inslag en stort zich in minder dan drie seconden door de gehele 100 kilometers van de atmosfeer. De asteroïde giert over Midden-Amerika en geeft een sonische knal die over de continenten weerkaatst.
Hij valt zo snel dat de lucht zelf niet kan ontsnappen. Onder intense druk verhit de lucht bijna onmiddellijk tot duizenden graden. Nog voordat de asteroïde zelfs maar arriveert, verdampt de samengeperste en oververhitte lucht een groot deel van de ondiepe zee welke de Yucatán van het late Krijt bedekt. Milliseconden later stort de asteroïde zich met een snelheid van meer dan 16 kilometer per seconde in het gesteente. Op dat moment vinden enkele bijna gelijktijdige processen plaats.
Allereerst oefent de inslaande meteoor zoveel druk uit op de grond en het gesteente, dat deze noch versplinteren noch afbrokkelen, maar in plaats daarvan stromen als vloeistoffen. Dit radicale effect maakt het eigenlijk gemakkelijker om de vorming van de krater te visualiseren, omdat de golvingen van de aarde bijna precies de dubbele plons van een kanonskogel in het zwembad in de achtertuin nabootsen. De eerste plons in alle richtingen wordt gevolgd door een vertraagde, verticale plons wanneer de holte die door de inslag is ontstaan naar het oppervlak terugveert.
In een zwembad duurt dit hele proces slechts enkele seconden. In Chicxulub duurt het ongeveer 10 minuten, maar het verschil is een functie van schaal en niet van snelheid. De oorspronkelijke muur van aarde die naar buiten wordt gestoten op het moment van de inslag is meer dan 32 kilometer hoog; de tijdelijke holte doorbreekt bijna de aardmantel en wanneer de holte terugkaatst om de vertraagde "verticale sploosh" te vormen, komt de aarde omhoog met meer dan 1.610 km/u tot hoogten hoger dan Mount Everest. Binnen enkele minuten stort deze berg bijna volledig ineen in een reeks secundaire explosies, maar laat een kleinere heuvel achter - de zogenaamde "piekring" van een krater en dit is de formatie die de vroege maankijkers zo in verwarring bracht.
Op exact hetzelfde moment dat de asteroïde de Yucatán raakt en druk uitoefent op het gesteente, zet deze eveneens de kinetische energie van een 7,5 miljard ton zware rots die met 16 km per seconde gaat om in warmte. In een oogwenk.
Waarom een rots welke een andere rots raakt warmte produceert is niet bepaald intuïtief, omdat we in het algemeen niet met kinetische energie op deze schaal werken. Maar thermodynamisch gezien is warmte gewoon de beweging van moleculen. Hoe meer de moleculen in beweging zijn, hoe heter de temperatuur. Je kunt de moleculen in een voorwerp op allerlei manieren in beweging brengen, maar er fysiek op slaan werkt ook en daarom wordt een hamer warm als je hiermee op een spijker slaat. Maar terwijl een hamerslag ongeveer 0,0001 kilojoule aan energie oplevert, levert de Chicxulub-inslag ongeveer 1.300.000.000.000.000.000.000.000 kilojoules energie. De kinetische energie die door de asteroïde op de rotsen, de grond en de lucht wordt overgebracht brengt de moleculen in beweging tot temperaturen die hoger zijn dan die van het oppervlak van de zon.
De hitte rukt de elektronen van de atomen en ioniseert de lucht in een uitdijende vuurbal van plasma, turbo geladen met verdampt gesteente, dat compleet met hypersonische snelheden wordt weggeblazen. De verhitte, snel uitdijende lucht en de bijna onmiddellijke omzetting van aarde in gas vormen samen met de schokgolf van de inslag van de meteoor zelf een enorme drukgolf, welke met een snelheid van meer dan 1.610 kilometer per uur naar buiten toe uitbreidt.
"De enige vergelijkbare gebeurtenis is een thermonucleaire explosie op geringe diepte. Maar afhankelijk van hun grootte kan de energie van meteoorinslagen veel groter zijn," zegt Elizabeth Silber, planetair wetenschapper aan de Western University, die een artikel schreef met de titel "Physics of Meteor-Generated Shockwaves in Earth's Atmosphere" in Advances in Space Research. In dit geval, 100 miljoen keer groter. Als deze asteroïde vandaag op dezelfde plek zou inslaan, zou de schokgolf u in Texas doden, in New York doof maken en in Buenos Aires de ruiten eruit blazen.
De rots laat de aarde rinkelen als een bel. Golven in de aardkorst stralen weg van het inslaggebied met 3 kilometer per seconde. Deze golven veroorzaken dan verschuivende aardbevingen op breuklijnen op de continenten. Als u zich aan de andere kant van de wereld bevindt, kunt u verwachten dat u de grondschok 30 minuten na de inslag voelt. Blijf uit de buurt van de oevers van grote watermassa's, waar aardbevingen zelfs in fjorden of meren tsunami-achtige seichegolven kunnen veroorzaken. Nog belangrijker, blijf weg van het strand.
De inslag veroorzaakt tsunamis - meervoudig - zo hoog als wolkenkrabbers. De eerste treffen de kusten binnen het uur. Golven variërend van 200 meter tot misschien wel 300 meter hoog beuken in wat nu Mexico en het zuiden van de Verenigde Staten is en overstromen tientallen kilometers landinwaarts. De golven keren tijdelijk de stroming van de rivieren, waardoor rivierbeddingen als 10 meter hoge vloedbrandingen omhoog worden gestuwd.
© Cody Cassidy/Kevin Plottner
Deze tsunami's bemoeilijken de overlevingsstrategie enorm, omdat de nabijheid van de kustlijn anders handig is bij supergrote asteroïde inslagen. De oceaan fungeert als de grote isolator van de aarde en matigt de grote temperatuurschommelingen die door grote asteroïden worden veroorzaakt. In het geval van Chicxulub, begint de schommeling met hitte.
Wanneer de asteroïde inslaat, bestaat de plons hiervan uit 25 biljoen ton aarde welke gelanceerd wordt in ballistische banen, sommige met snelheden die de ontsnappingssnelheid van de Aarde overschrijden. Deze asteroïden ontsnappen aan de zwaartekracht van de Aarde om ofwel in een baan om de zon te draaien of zich als meteoren op andere manen of planeten te verankeren. Maar het grootste deel van het weggeslingerde puin keert binnen een uur terug naar de Aarde. Deze glasachtige brokken, tektieten genaamd - sommige zo groot als schoolbussen maar de meeste zo groot als knikkers - bekogelen de aarde met snelheden die variëren van 160 tot 320 kilometer per uur in dodelijke hoeveelheden. Waar u zich ook bevindt op Aarde, u zult bescherming moeten zoeken tegen deze vurige hagelstorm.
Bardeen stelt een grot voor.
Maar deze kogels van glas hoeven u niet te raken om dodelijk te zijn. Tijdens hun val zendt hun wrijving met de atmosfeer genoeg warmtestraling uit om over de hele wereld brand te stichten. Volgens sommige schattingen is de gecombineerde hitte van de terugkerende sintels gelijk aan de hitte van een oven die op gloeiend heet staat. De meeste bomen op de wereld verbranden, hetgeen wellicht een reden kan zijn waarom op de grond nestelende vogelsoorten de enige soorten zijn die de klap overleven. Van de weinige grotere landdieren die uitsterving hebben weten te voorkomen, hebben bijna alle een manier om aan de hitte te ontsnappen. Ze kunnen zich ingraven - zoals kleine zoogdieren, slangen en hagedissen - of vluchten in het water, zoals krokodillen of schildpadden. Zelfs als u zich aan de andere kant van de wereld bevindt, moet u dus bescherming vinden tegen de eerste hittegolf.
Bardeen denkt aan een diepe grot.
In een laatste portie verschrikkelijk geluk voor de dinosaurussen (en u), treft Chicxulub toevallig een olie- en zwavelrijk gebied. De inslag schiet 100 miljard ton verdampte zwavel en 10.000 Lake Superiors aan water de atmosfeer in, welke vervolgens condenseert in enorme stormwolken en terugvalt als een stortvloed van zure regen. Op hogere breedtegraden zorgen sneeuwstormen op het hele continent voor meters en meters sneeuw per dag. Maar de wereldwijde overspoeling duurt niet lang, want naast water verdampt Chicxulub 150 voetbalstadions aan olie uit het gesteente van Yucatán en ejecteert dit krachtig de atmosfeer in. Deze olie condenseert vervolgens in de stratosfeer als een zwarte roetlaag, welke de Aarde bedekt als een laag zwarte verf. In tegenstelling tot de zwavel en de rook van bosbranden, circuleert de koolstof hoog boven de wolkenlaag, zodat deze niet weer naar de Aarde beneden terugvalt als regen. En daar zit 'em het probleem. De roetlaag blijft bestaan en vermindert met 90 procent de hoeveelheid zonlicht die het aardoppervlak bereikt gedurende ten minste drie jaar, zodat de aanvankelijke ovenachtige hitte die door de terugkerende tektieten wordt veroorzaakt, wordt gevolgd door een diepe, langdurige vrieskou. De temperatuur daalt met gemiddeld zo'n 50 graden. De enige gebieden op Aarde waar vorst wordt vermeden zijn tropische eilanden zoals Madagaskar, India (in die tijd een eiland) en Indonesië. Niet alleen zijn dit de gebieden waar u de meeste kans hebt om planten en de dieren die deze eten te vinden, maar volgens klimaatmodellen zijn deze tropische eilanden enkele van de weinige plaatsen op Aarde die zoet water blijven ontvangen. Door de wereldwijde afkoeling houdt de verdamping praktisch op, waardoor de neerslag met 80 procent daalt. Bijna elke plek op Aarde buiten deze tropische eilanden droogt uit tot een woestijn.
© Cody Cassidy/Kevin Plottner
Maar niet allemaal. Fossiele bewijzen wijzen erop, dat zoetwaterecosystemen zich in deze omstandigheden vrij goed ontwikkelden, dus de nabijheid van een rivier of zoetwatermonding geeft de beste kans op het vinden van voedsel. Daar treft u wellicht schildpadden, krokodillen en wat vis om te eten. In het sediment levende dieren, zoals kokkels, slakken en kleine schaaldieren, zijn eveneens succesvol in een post-impact leefomgeving. Toch waarschuwt Bardeen ervoor om niet onvoorbereid een dergelijke tocht te ondernemen. "Om te overleven, moet je iets meenemen om je warm te houden en ten minste voor zes jaar aan voedsel om enige kans te maken," zegt hij.
Indien u er echter niet van weerhouden kunt worden, zoek dan tenminste een tropisch eiland in de bergen op, zoals het huidige Indonesië. Daar vindt u een aanvaardbare temperatuur, tenminste een beetje regen en een diepe grot. U vindt er beschutting tegen de regen van tektieten, de verzengende hitte en misschien iets te eten in de rivieren en meren. Laat alle spitsmuisachtigen die u tegenkomt tijdens uw wanhopige zoektocht naar voedsel maar gewoon zitten. Het is onduidelijk hoeveel van deze de Chicxulub hebben overleefd, dus het eten van de verkeerde zou wel eens onbedoelde gevolgen kunnen hebben voor de rest van de mensheid.
Zie: https://www.wired.com/story/how-to-survive-a-killer-asteroid/
Over de auteur:
Cody Cassidy is de co-auteur van het populair-wetenschappelijke boek And Then You're Dead, dat in meer dan tien talen werd vertaald en een voormalig boekwinkelbediende in Buenos Aires. Zijn nieuwe boek is Who Ate the First Oyster?
Reacties van Lezers
voor onze Nieuwsbrief