Eine neue Klimamodellierungsstudie, die im Journal veröffentlicht wurde Wissenschaft Fortschritte Von Forschern des IBS Center for Climate Physics (ICCP) der Pusan National University in Südkorea präsentiert ein neues Szenario, wie Klima und Leben auf unserem Planeten als Reaktion auf einen potenziellen zukünftigen Streik eines mittelgroßen (~ 500 m) sich ändern würden Asteroid.
Das Sonnensystem ist voll von Objekten mit nahezu Erde umlaufbahnen. Die meisten von ihnen stellen keine Bedrohung für die Erde dar, aber einige von ihnen wurden als Interessenobjekte identifiziert, die mit nicht zu vernachlässigen Kollisionswahrscheinlichkeiten von Interesse sind. Unter ihnen ist der Asteroiden Bennu mit einem Durchmesser von etwa 500 m, der laut jüngsten Studien (Farnocchia et al. 2021) eine geschätzte Chance von 1-in-2700 der Erde im September 2182 hat. Dies ist ähnlich zu Die Wahrscheinlichkeit, eine Münze 11 Mal hintereinander mit dem gleichen Ergebnis umzudrehen.
Um die potenziellen Auswirkungen eines Asteroiden-Streiks auf unser Klimasystem und auf terrestrische Pflanzen und Plankton im Ozean zu bestimmen Klimamodell. Die Wirkung der Kollision wird durch eine massive Injektion von mehreren hundert Millionen Tonnen Staub in die obere Atmosphäre dargestellt. Im Gegensatz zu früheren Studien simuliert die neue Forschung auch terrestrische und marine Ökosysteme sowie die komplexen chemischen Reaktionen in der Atmosphäre.
Verwenden des IBS -Supercomputers AlephDie Forscher führten mehrere Staub-Impact-Szenarien für eine Asteroidenkollision vom Bennu mit der Erde durch. Als Reaktion auf Staubinjektionen von 100 bis 400 Millionen Tonnen zeigen die Supercomputer-Modellsimulationen in den 3-4 Jahren nach den Auswirkungen dramatische Störungen in Klima, atmosphärischer Chemie und globaler Photosynthese. Für das intensivste Szenario würde das Solardimmen aufgrund von Staub zu einer globalen Oberflächenkühlung von bis zu 4 Grad Celsius, zu einer Verringerung des globalen mittleren Niederschlags um 15%und einer schweren Ozonabbau von etwa 32%führen. Regional könnten diese Auswirkungen jedoch stark ausgeprägt sein.
„Der abrupte Impact Winter würde ungünstige Klimabedingungen für den Wachstum von Pflanzen bieten, was zu einer anfänglichen Reduzierung der Photosynthese um 20 bis 30% in terrestrischen und marinen Ökosystemen führt. Dies würde wahrscheinlich massive Störungen in der globalen Ernährungssicherheit verursachen „, sagt Dr. Lan Dai, Postdoktorand -Forschungsergebnis bei der ICCP und führender Autor der Studie.
Als die Forscher sich mit Daten der Ozeanmodell aus ihren Simulationen befassten, waren sie überrascht, dass das Planktonwachstum ein völlig anderes Verhalten zeigte. Anstelle der schnellen Reduzierung und einer langsamen zweijährigen Erholung an Land erholte sich Plankton im Ozean bereits innerhalb von 6 Monaten und stieg danach sogar auf Niveau an, die unter normalen Klimabedingungen nicht einmal beobachtet wurden.
„Wir konnten diese unerwartete Reaktion auf die Eisenkonzentration im Staub verfolgen“, sagt Prof. Axel Timmermann, Direktor des ICCP und Co-Autor der Studie. Eisen ist ein wichtiger Nährstoff für Algen, aber in einigen Gebieten wie dem Südlichen Ozean und im östlichen tropischen Pazifik ist seine natürliche Häufigkeit sehr niedrig. Abhängig vom Eisengehalt des Asteroiden und des terrestrischen Materials, das in die Stratosphäre gesprengt wird, können die ansonsten nährstoffarmen Regionen mit bioverfügbarem Eisen zu nährstoffreichem Anreiz werden, was wiederum beispiellosen Algenblühen auslöst. Laut den Computersimulationen würde die Erhöhung der Meeresproduktivität nach der Kollision für Silikat-reichen Algen am ausgeprägten-als Diatomeen bezeichnet. Ihre Blüten würden auch große Mengen Zooplankton anziehen – kleine Raubtiere, die sich von den Kieselalgen ernähren.
„Die simulierten übermäßigen Phytoplankton- und Zooplanktonblüten könnten ein Segen für die Biosphäre sein und dazu beitragen, aufstrebende Nahrungsmittelunsicherheit in Bezug auf die länger anhaltende Verringerung der terrestrischen Produktivität zu lindern“, fügt Dr. Lan Dai hinzu.
„Im Durchschnitt kollidieren mittelgroße Asteroiden etwa alle 100 bis 200 tausend Jahre mit der Erde. Dies bedeutet, dass unsere frühen menschlichen Vorfahren möglicherweise einige dieser Planetenverschiebungsereignisse erlebt haben, die potenzielle Auswirkungen auf die menschliche Evolution und sogar unser eigenes genetisches Make-up haben. „Sagt Prof. Timmermann.
Die neue Studie in Wissenschaft Fortschritte Bietet neue Einblicke in die klimatischen und biosphärischen Reaktionen auf Kollisionen mit nahezu Erde-Orbit-Objekten. Im nächsten Schritt planen die ICCP-Forscher aus Südkorea, frühe menschliche Reaktionen auf solche Ereignisse detaillierter zu untersuchen, indem agentenbasierte Computermodelle verwendet werden, die einzelne Menschen, ihre Lebenszyklen und ihre Suche nach Nahrung simulieren.
