Bagaimana rasanya mengalami Armagedon asteroid pembunuh dinosaurus: catatan per langkah demi langkah

Seekor Tyrannosaurus rex yang hebat melangkah melalui pohon-pohon konifer di wilayahnya, mengendus udara. Dia menangkap aroma dari bangkai dinosaurus bertanduk yang mati, Triceratops, yang dia makan kemarin. Dia berjalan mendekat dan menggaruk beberapa potongan daging lagi, tetapi baunya busuk bahkan baginya.

Dia turun ke danau untuk minum dan beberapa buaya serta kura-kura kecil berenang ke dalam air. Tetapi dia hampir tidak melihat mereka. Yang lebih menarik adalah seekor dinosaurus berpelindung, Ankylosaurus, yang mengintai di dekatnya. Namun, dia tahu bahwa dinosaurus ini tidak akan mudah dibunuh dan dia tidak cukup putus asa untuk makanan untuk mengambil risiko berkelahi. Dia tidak tahu bahwa ada bahaya yang lebih besar di depan. Dia mendongak dan melihat cahaya terang melesat ke bawah disertai suara gemeretak dan mendesis samar.

T. rex kita memiliki pendengaran yang sangat baik untuk suara frekuensi rendah dan dia terganggu oleh getaran yang bisa dia rasakan. Tetapi kegelisahannya hanya berlangsung sesaat. Dalam sekejap, dia terbakar menjadi arang dan dunianya berubah selamanya.

Semua ini terjadi 66 juta tahun yang lalu, ketika sebuah asteroid besar terkenal menghantam Bumi di wilayah yang sekarang adalah Karibia. Pada akhir periode Kretasea, permukaan laut 100–200 meter lebih tinggi dari hari ini, sehingga pantai Karibia terletak jauh di pedalaman atas Meksiko timur dan Amerika Serikat bagian selatan. Dampak itu terjadi sepenuhnya di dalam perairan ini.

Peristiwa itu memicu perubahan instan pada planet kita dan atmosfernya dan menyebabkan kepunahan dinosaurus dan sekitar setengah spesies Bumi lainnya. Tetapi bagaimana rasanya mengalami dampak sebesar itu? Apa yang akan kamu lihat, dengar, atau cium? Dan bagaimana kamu akan mati – atau bertahan hidup?

Bagian Wawasan didedikasikan untuk jurnalisme panjang berkualitas tinggi. Para editor kami bekerja dengan akademisi dari berbagai latar belakang yang menangani berbagai tantangan sosial dan ilmiah.

Sebagai ahli meteorit dan paleontologi, masing-masing, kami telah membuat garis waktu terperinci, berdasarkan beberapa dekade penelitian, untuk membawa Anda ke sana. Jadi mari kita mulai dengan kembali ke masa lalu ke hari terakhir Kretasea.

T-minus satu hari

Semuanya tenang dan hari Kretasea berjalan seperti biasa. Di mana yang akan segera menjadi titik nol, cuacanya hangat, sekitar 26°C, dan basah. Sering terjadi. Selama sekitar seminggu, asteroid itu hanya terlihat pada malam hari. Karena batu raksasa itu menuju langsung ke Bumi, ia terlihat seperti bintang yang tidak bergerak. Tidak ada ekor yang dramatis; ini adalah asteroid berbatu daripada komet.

Dalam 24 jam terakhir, cahaya menjadi terlihat pada siang hari. Tetapi itu masih terlihat seperti bintang atau planet, semakin terang dalam beberapa jam terakhir sebelum dampak.

T sama dengan 0: dampak

Jika Anda berada di dekatnya, Anda akan terlebih dahulu mengalami pertunjukan cahaya dan suara yang singkat. Menit hingga detik sebelum dampak, Anda akan melihat bola api yang terang, dan suara gemeretak atau mendesis yang menyertainya. Suara mendesis ini adalah hasil dari efek foto-akustik: cahaya intens dari bola api menghangatkan tanah, yang kemudian memanaskan udara di atasnya, menyebabkan gelombang tekanan, atau suara.

Selanjutnya, gemuruh sonik yang memekakkan telinga, yang terjadi karena asteroid bergerak lebih cepat dari kecepatan suara. Tetapi asteroid itu sangat besar, mungkin berdiameter 10km, sehingga hampir pasti menabrak tanah sebelum makhluk hidup mana pun di zona dampak memiliki waktu untuk berlari mencari perlindungan.

Energi asteroid yang sangat besar membentuk kawah melalui serangkaian proses yang hanya memakan waktu beberapa detik. Saat asteroid bertumbukan dengan permukaan, energi kinetiknya (gerakan) secara instan ditransfer ke permukaan sebagai kombinasi energi kinetik, termal (panas) , dan seismik (dilepaskan selama gempa bumi) . Ini menghasilkan serangkaian gelombang kejut yang memanaskan dan memadatkan asteroid dan targetnya.

Saat gelombang kejut menyebar, batuan pecah, hancur, dan terlempar keluar, menghasilkan depresi berbentuk mangkuk, atau rongga sementara, sekitar sepuluh detik setelah dampak. Panas dan pemadatan juga melelehkan dan menguapkan volume besar materi, termasuk asteroid itu sendiri, melepaskan pancaran uap bercahaya (suhunya lebih dari 10.000 K, atau 9726,85°C) .

Selama beberapa detik berikutnya, rongga tersebut membesar menjadi berkali-kali lipat diameter asteroid asli. Simulasi menunjukkan bahwa sekitar 20 detik setelah dampak, rongga sementara tersebut setidaknya sedalam 30km – lebih dalam daripada kedalaman terdalam yang diketahui di Bumi, lembah Challenger Deep 11km, bagian dari Palung Mariana Samudra Pasifik. Tepi kawah setinggi lebih dari 20km – lebih dari dua kali lipat ketinggian Gunung Everest 8.900m.

Tetapi fitur besar ini berlangsung kurang dari satu menit sebelum mulai runtuh. Dalam waktu tiga menit setelah dampak, pusat kawah telah memantul membentuk puncak setinggi beberapa kilometer. Puncak itu hanya bertahan sekitar dua menit sebelum runtuh kembali ke dalam kawah.

Baik itu dinosaurus atau kumbang kotoran, jika Anda berada di dekat rongga sementara, Anda akan terbakar seketika oleh ledakan tersebut. Tetapi bahkan jika Anda berada hingga 2.000km dari episentrum, Anda kemungkinan besar akan terbunuh dengan cepat oleh radiasi termal dan angin supersonik yang kini menyebar dari lokasi dampak.

T-plus 5 menit

Lima menit setelah dampak, angin telah “melunak” menjadi angin badai kategori 5, meratakan segala sesuatu dalam jarak sekitar 1.500 km dari dampak. Menghancurkan segalanya, yaitu yang belum terbakar. Suhu atmosfer di wilayah tersebut naik hingga lebih dari 500K (226,85°C) . Ini akan terasa seperti berada di dalam oven – menyebabkan luka bakar, sengatan panas, dan kematian. Kayu dan materi tumbuhan menyala, menciptakan api di mana-mana.

Karena asteroid itu menghantam laut, atmosfer juga dipenuhi dengan uap superpanas, membuat angin badai bahkan lebih mematikan.

Selanjutnya datang gelombang pasang, dipicu oleh sejumlah besar batuan dan air yang bergeser. Megatsunami setinggi 100 meter ini pertama kali menghantam pantai yang sekarang menjadi Teluk Meksiko, menelan daratan sebelum menumpahkan sejumlah besar puing saat mereka surut.

Saat ini, kawah tersebut hampir mencapai dimensi akhirnya – 180 km lebarnya dan 20 km kedalamannya. Tetapi membuat lubang besar di tanah bukanlah satu-satunya hasil dari dampak tersebut. Semua batuan dan uap yang bergeser selama tabrakan harus pergi ke suatu tempat. Beberapa lokasi di Amerika Utara menunjukkan bahwa bongkahan puing berukuran meter dari dampak tersebut terpental sejauh ratusan kilometer.

Jadi jika Anda berada 2.000 hingga 3.000 km dari episentrum dan selamat dari beberapa detik pertama, Anda kemungkinan besar akan mati karena terlalu panas, gempa bumi, badai, kebakaran, banjir yang didorong oleh tsunami, atau terkena lelehan dampak.

Tetapi apa yang terjadi jauh lebih jauh? Dalam lima menit pertama setelah dampak, dinosaurus yang berkeliaran di hutan Kretasea di wilayah yang sekarang adalah Tiongkok atau Selandia Baru masih tidak terganggu.

Tetapi tidak akan lama sebelum itu berubah.

T-plus satu jam

Gelombang kejut di darat dan laut hanyalah ketidaknyamanan kecil dibandingkan dengan api yang masih memancar dari langit. Sebagian energi dampak telah ditransfer ke atmosfer, memanaskan udara dan debu hingga menjadi pijar.

Satu jam setelah dampak, sabuk debu telah mengelilingi globe. Endapan tetesan lelehan yang memadat (sferul dampak) dan butiran mineral telah ditemukan di banyak lokasi dari Selandia Baru di selatan hingga Denmark di utara. Di lokasi-lokasi ini, Anda tidak akan menyadari tsunami di sekitar Amerika atau kebakaran hutan, tetapi langit pasti sudah mulai menggelap.

T-plus satu hari

Saat ini, tsunami besar bergerak ke timur melintasi Atlantik dan ke barat melintasi Pasifik, memasuki Samudra Hindia dari kedua sisi.

Mereka masih tingginya sekitar 50m – menyebabkan kematian dan kehancuran di banyak pantai di seluruh dunia. Sebagai perbandingan, tsunami Boxing Day 2004 mencapai ketinggian hingga 30 meter. Tsunami membunuh ikan dan kehidupan laut yang terhanyut tinggi di pantai dan kemudian dibuang, sama seperti mereka membunuh pohon pesisir dan menenggelamkan hewan darat. Tetapi tsunami secara bertahap memudar dan mungkin tidak memusnahkan seluruh spesies – setidaknya dengan sendirinya.

Angin kekuatan badai juga telah mereda, tetapi angin kekuatan badai tropis mengaduk puing-puing dan menyebabkan kekacauan serta kehancuran lebih lanjut di daerah-daerah yang terkena tsunami. Langit yang terbakar juga memicu kebakaran hutan di seluruh dunia – yang pada gilirannya membawa semakin banyak jelaga ke atmosfer. Tanda jelaga dari kebakaran hutan ini telah ditemukan terdeposisi sebagai partikel karbon dalam sedimen dari batas K-Pg – lapisan lempung tipis berusia 66 juta tahun.

Jauh di sana, di apa yang sekarang adalah Eropa dan Asia modern, langit terus terisi dengan debu dan jelaga, seperti di mana-mana. Suhu mulai turun karena sinar matahari terhalang. Pohon dan tumbuhan secara umum, termasuk fitoplankton, menutup diri seolah-olah untuk musim dingin, tidak mampu berfotosintesis. Hewan apa pun yang bergantung pada kondisi hangat pada akhirnya bersembunyi dan mati.

T-plus satu minggu

Semuanya menjadi semakin gelap. Simulasi radiasi matahari yang mencapai permukaan Bumi setelah dampak menunjukkan bahwa, setelah sekitar satu minggu, fluks surya (jumlah panas dan cahaya per area tertentu) hanya sepersejuta dari sebelum dampak. Hal ini disebabkan oleh partikel debu dan jelaga di atmosfer.

Penurunan tingkat cahaya yang berkelanjutan disertai dengan penurunan suhu permukaan global setidaknya 5°C. Ini berarti sebagian besar dinosaurus dan reptil besar lainnya yang terbang dan berenang kemungkinan mati karena pembekuan dalam kurun waktu minggu pertama ini (reptil yang lebih kecil dengan metabolisme yang lebih lambat atau pola makan yang lebih fleksibel mungkin bisa bertahan lebih lama) . Suhu yang mendingin dan tutupan awan juga menyebabkan hujan. Tetapi bukan hujan biasa. Badai hujan asam turun melintasi Bumi.

Dua mekanisme terpisah menghasilkan hujan asam. Yang pertama adalah karena geologi wilayah dampak. Asteroid tersebut kebetulan menabrak area sedimen yang kaya sulfur, yang menguap dan menyebabkan oksida sulfur (senyawa gas asam dan menyengat yang terdiri dari sulfur dan oksigen) menjadi bagian dari semburan plasma yang dihantam ke atmosfer. Kedua, energi tabrakan tersebut cukup untuk mengubah nitrogen dan oksigen menjadi oksida nitrogen – gas yang sangat reaktif yang dapat membentuk kabut asap.

Penurunan suhu pada akhirnya memungkinkan uap air mengembun menjadi tetesan, dan oksida sulfur serta nitrogen larut membentuk asam sulfat dan asam nitrat. Ini cukup untuk menghasilkan penurunan pH yang cepat. Model awal menunjukkan bahwa pH hujan mungkin serendah 1 – tingkat keasaman seperti asam baterai.

Pada titik ini, Bumi bukanlah tempat yang baik untuk berada. Vegetasi yang membusuk, asap dan aerosol sulfur yang mencekik bergabung untuk membuat planet ini berbau busuk. Tumbuhan dan hewan di darat dan di laut dangkal yang telah bertahan dari kegelapan dan dingin menyerah pada hujan asam yang korosif dan pengasaman lautan. Hujan asam juga membunuh pohon dengan melarutkan nutrisi seperti kalsium, magnesium, dan kalium dari tanah. Kerang, krustasea, dan terumbu karang laut dangkal juga mati karena air laut asam menghancurkan kerangka mereka.

T-plus satu tahun

Angin mereda, kebakaran hutan padam, dan lautan kembali tenang. Mungkin tampak bahwa tabrakan asteroid hanyalah bekas luka di dasar lautan. Tetapi dampaknya masih merusak. Atmosfer masih dipenuhi debu dan Matahari belum bersinar selama setahun. Suhu terus menurun, dengan suhu permukaan rata-rata kini 15°C lebih rendah dari sebelum dampak. Musim dingin telah tiba.

Setiap dinosaurus atau reptil laut yang selamat dari minggu pertama kondisi pembekuan akan mati dengan sangat cepat setelahnya. Setahun setelah dampak, hanya kerangka membusuk dari raksasa-raksasa ini yang tersisa. Di sana-sini, hewan yang lebih kecil seperti mamalia seukuran tikus dan serangga akan bersarang di celah-celah, nyaris bertahan hidup dari cadangan mereka dan tanaman yang membusuk.

Memang, ini bukanlah tahun yang baik bagi kehidupan di Bumi: lebih dari 50% tanaman telah punah karena dingin dan kurangnya sinar matahari. Dan kerugian serupa telah terjadi di antara hewan dan spesies darat di perairan laut yang asam dan dangkal.

Sementara sebagian besar kelompok tumbuhan dan banyak kelompok modern serangga, ikan, reptil, burung, dan mamalia pulih dengan cukup cepat, keadaan tidak terlihat bagus untuk spesies lainnya. Dinosaurus dan pterosaurus yang hidup di darat punah, begitu juga banyak reptil laut, amonit, belemnit, dan bivalvia rudit di lautan. Amonit dan belemnit berada di puncak rantai makanan mereka, dan oleh karena itu menderita tidak hanya karena dingin dan pengasaman tetapi juga karena hilangnya sumber daya makanan yang melimpah, seperti organisme laut yang lebih kecil.

T-plus sepuluh tahun

Bumi masih berada di bawah cengkeraman musim dingin yang ganas. Meskipun sebagian besar belerang telah turun dari atmosfer, debu dan jelaga tetap ada. Suhu permukaan rata-rata masih sekitar 5°C lebih rendah dari sebelum dampak. Samudra utama belum membeku, tetapi danau dan sungai di pedalaman di seluruh dunia tertutup es.

Jelas, tidak ada manusia di sekitar waktu ini – bahkan tidak ada mamalia yang lebih besar. Tetapi mengingat satu-satunya spesies yang selamat adalah mereka yang bisa menggali atau hidup di bawah air, kecil kemungkinannya Anda bisa bertahan selama ini.

Kelompok tumbuhan dan hewan yang selamat seperti kura-kura, buaya yang lebih kecil, kadal, ular, beberapa burung darat, dan mamalia kecil mempopulasi kembali Bumi pada titik ini. Tetapi mereka dipaksa kembali ke area terbatas yang relatif aman, jauh dari lokasi dampak. Area-area ini sekarang menerima sinar matahari yang cukup bagi tumbuhan dan fitoplankton untuk berfotosintesis lagi. Karena daun dan biji menyediakan dasar bagi rantai makanan di darat dan di laut, kehidupan mulai membangun kembali.

Pada akhirnya, kehidupan kembali ke lanskap yang hancur, tetapi ekosistemnya sangat berbeda dan dinosaurus sudah tiada.

T-plus 66 juta tahun

Hari ini, 66 juta tahun setelah tumbukan itu, bekas luka tabrakan tersembunyi di dalam lapisan geologis – dan para ilmuwan telah mulai memecahkannya. Pada tahun 1980, para peneliti pertama kali melaporkan bukti tumbukan itu. Dalam makalah klasik mereka, Luis Alvarez, seorang fisikawan pemenang Hadiah Nobel, dan rekan penulis, menggambarkan pengayaan mendadak pada unsur iridium di lapisan lempung tertentu di Denmark dan Italia.

Iridium langka dalam batuan permukaan karena sebagian besar unsur itu tersimpan di inti Bumi ketika planet pertama kali terbentuk. Namun, iridium ditemukan di meteorit, dan Alvarez dan rekan-rekannya menyimpulkan bahwa laju akumulasi logam tersebut di sedimen sangat tinggi sehingga hanya dapat dihasilkan oleh tumbukan meteorit raksasa.

Karena para ilmuwan hanya mengamati lonjakan iridium di dua lokasi, hipotesis tumbukan ditolak oleh banyak ilmuwan pada saat itu. Namun, melalui tahun 1980-an, lonjakan iridium diidentifikasi di lapisan lempung di lebih banyak lokasi – di lumpur yang terendap di darat, di danau, di laut.

Dukungan untuk hipotesis tumbukan menguat ketika sebuah kawah dengan usia yang tepat ditemukan pada tahun 1991. Kawah itu terkubur di bawah batuan yang lebih muda, tetapi terlihat jelas dalam survei geofisika, terletak setengah di darat di Semenanjung Yucatán, Meksiko, dan setengah di laut. Sejak tahun 1990, bukti tumbukan telah meningkat, tidak terkecuali ketika para ilmuwan menemukan bahwa memang ada peristiwa pendinginan tajam di akhir Kreta.

Secara keseluruhan, diperkirakan setengah dari spesies tumbuhan dan hewan yang hidup pada akhir Kreta telah punah. Dulu dipikirkan bahwa kelompok yang selamat seperti banyak tumbuhan, serangga, moluska, kadal, burung, dan mamalia entah bagaimana lolos tanpa cedera. Tetapi studi rinci menunjukkan bahwa ini tidak benar – mereka semua terkena dampak keras.

Namun, karena kebetulan atau keberuntungan, cukup banyak individu dan spesies yang mampu bertahan dari dingin dan ketiadaan makanan, atau berada di sebagian dunia di mana dampaknya tidak terlalu ekstrem. Ketika dunia kembali normal, mereka memiliki kesempatan untuk berkembang pesat ke ceruk lama mereka, tetapi juga untuk menempati ruang yang ditinggalkan oleh kelompok yang punah. Faktanya, salah satu konsekuensi penting dari kepunahan dinosaurus, predator puncak pada masa kejayaannya, adalah penyebaran dan evolusi mamalia yang berhasil.

Ketika Alvarez dan rekan-rekannya pertama kali menggambarkan penurunan suhu setelah tumbukan itu, mereka menyebutnya “musim dingin nuklir”, yang mencerminkan iklim politik awal 1980-an. Sekarang kita mungkin lebih cenderung menggambarkan dampaknya sebagai perubahan iklim global – peristiwa serupa saat ini dihasilkan dari peningkatan karbon dioksida di atmosfer (banjir, fluktuasi suhu) .

Sangat bermanfaat untuk berpikir bahwa tanpa tabrakan asteroid, primata mungkin tidak akan pernah mencapai tingkat yang kita miliki saat ini. Tetapi sama bermanfaatnya untuk mempertimbangkan bahwa manusia modern menyebabkan beberapa perubahan yang sama pada atmosfer yang pada akhirnya membunuh leluhur reptil kita dan mungkin suatu hari juga menyebabkan kehancuran kita sendiri.

Untuk Anda: lebih banyak dari seri Insights kami:

‘It ain’t no unicorn’: temui para peneliti yang telah mewawancarai 130 pemburu Bigfoot

Kebenaran tentang IQ anak: penelitian menunjukkan bahwa itu berfluktuasi dan mungkin merupakan prediktor yang tidak dapat diandalkan untuk kesuksesan di masa depan

Apakah waktu merupakan bagian mendasar dari realitas? Revolusi sunyi dalam fisika menunjukkan tidak

Benteng data bawah tanah: bunker nuklir, tambang, dan gunung yang diubah untuk melindungi ‘emas baru’ kita dari serangan

Di dalam Porton Down: apa yang saya pelajari selama tiga tahun di laboratorium senjata kimia paling rahasia di Inggris

Untuk mendengar tentang artikel Insights baru, bergabunglah dengan ratusan ribu orang yang menghargai berita berbasis bukti The Conversation. Berlangganan buletin kami.

Monica Grady menerima dana dari Leverhulme Trust untuk Fellowship Emeritus dan dari STFC. Dia berafiliasi dengan The Open University, Liverpool Hope University, dan Museum Sejarah Alam, London.

Michael J. Benton tidak bekerja untuk, berkonsultasi, memiliki saham di, atau menerima dana dari perusahaan atau organisasi apa pun yang akan mendapat manfaat dari artikel ini, dan tidak telah mengungkapkan afiliasi yang relevan selain jabatan akademisnya.