Mô hình này cho thấy biên độ sóng thần cực đại sau vụ va chạm với tiểu hành tinh cách đây 66 triệu năm.
Tiểu hành tinh, rộng khoảng 8,7 dặm (14 km), đã để lại một hố va chạm khoảng 62 dặm (100 km) trên gần bán đảo Yucatan của Mexico. Ngoài việc chấm dứt thời kỳ thống trị của loài khủng long, cú va chạm trực tiếp đã gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt đối với 75% đời sống động và thực vật trên hành tinh.
Khi tiểu hành tinh va chạm, nó tạo ra một loạt các sự kiện đại hồng thủy. Nhiệt độ toàn cầu biến động; các luồng khí dung, muội than và bụi bay đầy trong không khí; và cháy rừng bắt đầu khi những mảnh vật chất rực lửa nổ ra từ vụ va chạm quay trở lại bầu khí quyển và đổ mưa xuống. Trong vòng 48 giờ, một cơn sóng thần đã bay vòng quanh địa cầu – và nó mạnh gấp hàng nghìn lần những cơn sóng thần hiện đại do động đất gây ra.
Các nhà nghiên cứu đặt ra để hiểu rõ hơn về sóng thần và phạm vi tiếp cận của nó thông qua mô hình hóa. Họ đã tìm thấy bằng chứng hỗ trợ cho những phát hiện của mình về đường đi và sức mạnh của sóng thần bằng cách nghiên cứu 120 lõi trầm tích đại dương từ khắp nơi trên toàn cầu. Một nghiên cứu trình bày chi tiết những phát hiện được công bố hôm thứ Ba trên tạp chí American Geophysical Union Advances .
Đây là mô phỏng toàn cầu đầu tiên về trận sóng thần gây ra bởi tác động Chicxulub được xuất bản trên một tạp chí khoa học được bình duyệt, theo các tác giả.
Theo nghiên cứu, sóng thần đủ mạnh để tạo ra những ngọn sóng cao hơn một dặm và lùng sục đáy đại dương cách nơi thiên thạch va phải hàng nghìn dặm. Nó xóa sạch một cách hiệu quả hồ sơ trầm tích về những gì đã xảy ra trước sự kiện, cũng như trong thời gian diễn ra sự kiện.
“Trận sóng thần này đủ mạnh để làm xáo trộn và xói mòn trầm tích trong các lưu vực đại dương nửa vòng trái đất, để lại một khoảng trống trong hồ sơ trầm tích hoặc một mớ trầm tích cũ hơn,” tác giả chính Molly Range, người bắt đầu thực hiện nghiên cứu khi còn là một sinh viên đại học cho biết và hoàn thành luận văn thạc sĩ của cô tại Đại học Michigan.
Các nhà nghiên cứu ước tính rằng trận sóng thần mạnh gấp 30.000 lần trận sóng thần ở Ấn Độ Dương ngày 26 tháng 12 năm 2004, một trong những trận lớn nhất đã được ghi nhận, giết chết hơn 230.000 người. Năng lượng của vụ va chạm tiểu hành tinh lớn hơn ít nhất 100.000 lần so với vụ phun trào núi lửa Tonga hồi đầu năm nay.
Truy tìm đường đi của sóng thần cổ đại
Brandon Johnson, đồng tác giả nghiên cứu và là phó giáo sư tại Đại học Purdue, đã sử dụng một chương trình máy tính lớn gọi là hydrocode để mô phỏng 10 phút đầu tiên của vụ va chạm Chicxulub, bao gồm cả sự hình thành của miệng núi lửa và sự khởi đầu của sóng thần.
Ông bao gồm kích thước của tiểu hành tinh và tốc độ của nó, ước tính nó đang di chuyển với tốc độ 26.843 dặm một giờ (43.200 km một giờ) khi nó va vào lớp vỏ đá granit và vùng nước nông của bán đảo Yucatan.
Chưa đầy ba phút sau, đá, trầm tích và các mảnh vỡ khác đã đẩy một bức tường nước ra khỏi tác động, tạo ra một làn sóng cao 2,8 dặm (4,5 km), theo mô phỏng. Làn sóng này giảm xuống khi vật liệu phát nổ rơi trở lại Trái đất.
Nhưng khi các mảnh vỡ rơi xuống, nó càng tạo ra những làn sóng hỗn loạn hơn.
Mười phút sau khi va chạm, một con sóng hình vành khuyên cao khoảng một dặm bắt đầu di chuyển khắp đại dương theo mọi hướng từ một điểm cách nơi va chạm 137 dặm (220 km).
Hình ảnh này cho thấy sự di chuyển độ cao mặt biển của sóng thần bốn giờ sau vụ va chạm của tiểu hành tinh.
Mô phỏng này sau đó được đưa vào hai mô hình sóng thần toàn cầu khác nhau, MOM6 và MOST. Trong khi MOM6 được sử dụng để lập mô hình sóng thần dưới đáy biển sâu, MOST là một phần của dự báo sóng thần tại Trung tâm Cảnh báo Sóng thần của Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia.
Cả hai mô hình đều cho kết quả gần như chính xác, tạo ra mốc thời gian của sóng thần cho nhóm nghiên cứu.
Một giờ sau khi tác động, sóng thần đã vượt ra ngoài Vịnh Mexico vào Bắc Đại Tây Dương. Bốn giờ sau tác động, những con sóng đã đi qua Đường biển Trung Mỹ và vào Thái Bình Dương. Đường biển Trung Mỹ từng ngăn cách Bắc và Nam Mỹ.
Hình ảnh này cho thấy sự di chuyển độ cao mặt biển của sóng thần trong 24 giờ sau vụ va chạm.
Trong vòng 24 giờ, sóng tiến vào Ấn Độ Dương từ cả hai phía sau khi đi qua Thái Bình Dương và Đại Tây Dương. Và đến 48 giờ sau khi va chạm, các đợt sóng thần lớn đã đến hầu hết các đường bờ biển của Trái đất.
Đáy đại dương đang thay đổi
\Dòng chảy dưới nước mạnh nhất ở Bắc Đại Tây Dương, Đường biển Trung Mỹ và Nam Thái Bình Dương, vượt quá 0,4 dặm một giờ (643 mét một giờ), đủ mạnh để thổi bay trầm tích dưới đáy đại dương.
Trong khi đó, Ấn Độ Dương, Bắc Thái Bình Dương, Nam Đại Tây Dương và Địa Trung Hải được che chắn khỏi cơn sóng thần tồi tệ nhất, với dòng chảy dưới nước ít hơn.
Nhóm nghiên cứu đã phân tích thông tin từ 120 lớp trầm tích phần lớn đến từ các dự án khoa học khoan đại dương trước đây. Có nhiều lớp trầm tích nguyên vẹn hơn trong vùng nước được bảo vệ khỏi cơn thịnh nộ của sóng thần. Trong khi đó, có những khoảng trống trong hồ sơ trầm tích cho các đại dương Bắc Đại Tây Dương và Nam Thái Bình Dương.
Các nhà nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng trầm tích trên bờ biển phía đông của các hòn đảo phía bắc và phía nam của New Zealand đã bị xáo trộn nặng nề với nhiều khoảng trống. Ban đầu, các nhà khoa học cho rằng đây là do hoạt động của các mảng kiến tạo.
Nhưng mô hình mới cho thấy các lớp trầm tích nằm ngay trong đường đi của sóng thần Chicxulub, mặc dù ở cách xa 7.500 dặm (12.000 km).
Range cho biết: “Chúng tôi cảm thấy những mỏ này đang ghi lại những ảnh hưởng của trận sóng thần, và đây có lẽ là sự xác nhận đáng kể nhất về tầm quan trọng toàn cầu của sự kiện này.
Trong khi nhóm nghiên cứu không ước tính tác động của sóng thần đối với lũ lụt ven biển, mô hình cho thấy các khu vực ven biển Bắc Đại Tây Dương và bờ biển Thái Bình Dương của Nam Mỹ có khả năng bị ảnh hưởng bởi những con sóng cao hơn 32,8 feet (20 mét). Những con sóng chỉ lớn dần khi gần đến bờ, gây ra lũ lụt và xói mòn.
Nghiên cứu trong tương lai sẽ mô hình hóa mức độ ngập lụt toàn cầu sau tác động và mức độ ảnh hưởng của sóng thần trong đất liền, theo đồng tác giả nghiên cứu và giáo sư Đại học Michigan và nhà hải dương học Brian Arbic.
Arbic cho biết: “Rõ ràng là những trận ngập lụt lớn nhất sẽ ở gần khu vực bị ảnh hưởng nhất, nhưng ngay cả ở xa thì những con sóng cũng có thể rất lớn.
