Pemodelan dampak asteroid mengungkapkan masa depan yang mengerikan – dan rebound laut yang mengejutkan

Apa yang akan terjadi jika asteroid 500 meter menghantam bumi? Para ilmuwan di IBS Center for Climate Physics memodelkan akibatnya, mengungkapkan terjun dramatis ke dalam “dampak musim dingin” dengan suhu turun 4 ° C, curah hujan menurun sebesar 15%, dan penipisan ozon mencapai 32%.

Hasilnya? Krisis pangan global sebagai berbasis darat fotosintesis menurun hingga 30%. Tapi lautan menceritakan kisah yang berbeda-Plankton, dipicu oleh debu asteroid yang kaya zat besi, bisa berkembang, memicu mekar ganggang besar. Ledakan laut yang tidak terduga ini mungkin memberikan garis hidup bagi biosfer. Bisakah dampak asteroid masa lalu telah membentuk evolusi manusia? Studi di masa depan bertujuan untuk mengeksplorasi bagaimana nenek moyang kita mungkin mengalami bencana seperti itu.

Dampak Asteroid: Acara Iklim dan Mengubah Hidup

Sebuah studi pemodelan iklim baru -baru ini, yang diterbitkan pada 5 Februari di Kemajuan Sains Oleh para peneliti di Pusat IBS untuk Fisika Iklim (ICCP) di Universitas Nasional Pusan ​​di Korea Selatan, mengeksplorasi bagaimana iklim dan ekosistem Bumi dapat menanggapi dampak asteroid berukuran sedang (~ 500 meter).

Tata surya berisi banyak objek dekat-bumi, yang sebagian besar tidak menimbulkan ancaman. Namun, beberapa memiliki peluang kecil namun signifikan untuk bertabrakan dengan Bumi. Salah satu objek tersebut adalah bennu asteroid, yang berdiameter sekitar 500 meter (~ 1640 kaki). Menurut sebuah studi 2021 (Farnocchia et al.), Bennu memiliki peluang 1-in-2.700 untuk memukul Bumi pada bulan September 2182-probabilitas yang sebanding dengan membalik koin 11 kali berturut-turut dan mendapatkan hasil yang sama setiap kali.

Mensimulasikan akibat dari serangan asteroid

Untuk menentukan dampak potensial dari serangan asteroid pada sistem iklim kami dan pada tanaman terestrial dan plankton di laut, para peneliti dari ICCP berangkat untuk mensimulasikan skenario tabrakan ideal dengan asteroid berukuran sedang menggunakan model iklim yang canggih. Efek dari tabrakan diwakili oleh injeksi besar -besaran beberapa ratus juta ton debu ke atmosfer atas. Tidak seperti penelitian sebelumnya, penelitian baru ini juga mensimulasikan ekosistem terestrial dan laut, serta reaksi kimia yang kompleks di atmosfer.

Prediksi Superkomputer: Bumi yang Gelap dan Dingin

Menggunakan superkomputer IBS Alephpara peneliti menjalankan beberapa skenario dampak debu untuk tabrakan asteroid tipe Bennu dengan Bumi. Menanggapi suntikan debu 100-400 juta ton, simulasi model superkomputer menunjukkan gangguan dramatis dalam iklim, kimia atmosfer, dan fotosintesis global dalam 3-4 tahun setelah dampaknya (Gambar 1). Untuk skenario yang paling intens, peredupan matahari karena debu akan menyebabkan pendinginan permukaan global hingga 4 ° C (7,2 ° F), pengurangan curah hujan rata -rata global sebesar 15%, dan penipisan ozon yang parah sekitar 32%. Namun, secara regional, dampak ini bisa jauh lebih jelas.

“Tiba -tiba Dampak Musim Dingin Akan memberikan kondisi iklim yang tidak menguntungkan bagi tanaman untuk tumbuh, yang mengarah ke pengurangan fotosintesis 20-30% awal di ekosistem terestrial dan laut. Ini kemungkinan akan menyebabkan gangguan besar dalam keamanan pangan global, ”kata Dr. Lan Dai, Fellow Peneliti Postdoctoral di ICCP dan penulis utama penelitian ini.

Rebound laut yang mengejutkan

Ketika para peneliti melihat ke data model laut dari simulasi mereka, mereka terkejut menemukan bahwa pertumbuhan plankton menunjukkan perilaku yang sama sekali berbeda. Alih-alih pengurangan yang cepat dan lambatnya pemulihan selama dua tahun di darat, Plankton di lautan sudah pulih dalam 6 bulan dan bahkan meningkat setelahnya ke level yang bahkan tidak terlihat dalam kondisi iklim normal.

“Kami dapat melacak respons tak terduga ini terhadap konsentrasi besi dalam debu,” kata Prof. Axel Timmermann, direktur ICCP dan rekan penulis penelitian. Besi adalah nutrisi utama alga, tetapi di beberapa daerah, seperti Samudra Selatan dan Pasifik Tropis Timur, kelimpahan alaminya sangat rendah. Bergantung pada kandungan besi asteroid dan bahan terestrial, yang diledakkan ke dalam stratosfer, daerah yang dikurangi nutrisi dapat menjadi nutrisi yang diperkaya dengan zat besi yang tersedia secara bioavail, yang pada gilirannya memicu mekar ganggang yang belum pernah terjadi sebelumnya. Menurut simulasi komputer, peningkatan pasca-tabrakan produktivitas laut akan paling menonjol untuk ganggang yang kaya silikat-yang dirujuk sebagai diatom. Mekar mereka juga akan menarik sejumlah besar zooplankton – predator kecil, yang memakan diatom.

Bisakah plankton mekar bencana penyeimbang?

“Fitoplankton berlebihan dan zooplankton mekar mungkin menjadi berkah bagi biosfer dan dapat membantu mengurangi kerawanan pangan yang muncul terkait dengan pengurangan produktivitas terestrial yang lebih tahan lama,” tambah Dr. Lan Dai.

“Rata-rata, asteroid berukuran sedang bertabrakan dengan bumi setiap 100–200 ribu tahun. Ini berarti bahwa nenek moyang manusia awal kita mungkin telah mengalami beberapa peristiwa pengalihan planet ini sebelumnya dengan dampak potensial pada evolusi manusia dan bahkan tata rias genetik kita sendiri, ”kata Prof. Timmermann.

Mencari Petunjuk Masa Lalu untuk Masa Depan

Studi baru di Kemajuan Sains Memberikan wawasan baru tentang respons iklim dan biosfer terhadap tabrakan dengan objek orbit dekat-bumi. Pada langkah selanjutnya para peneliti ICCP dari Korea Selatan berencana untuk mempelajari respons manusia awal terhadap peristiwa-peristiwa tersebut secara lebih rinci dengan menggunakan model komputer berbasis agen, yang mensimulasikan manusia individu, siklus hidup mereka dan pencarian makanan mereka.

Referensi: “Respons iklim dan ekologis terhadap tabrakan asteroid tipe Bennu” oleh Lan Dai dan Axel Timmermann, 5 Februari 2025, Kemajuan Sains.
Doi: 10.1126/sciadv.adq5399