Pas ontdekte inslagkrater: had de asteroïde die een einde maakte aan de dino's een zusje?

De krater in de Atlantische Oceaan heeft een diameter van iets minder dan tien kilometer en hij is honderden meters diep. Hij werd ontdekt met seismische metingen die wetenschappers toelaten te onderzoeken wat er diep onder het aardoppervlak ligt.  

De krater werd Nadir genoemd naar een nabijgelegen onderzeese berg en hij ligt tot wel 400 meter diep begraven onder de zeebodem. Hij ligt zo'n 400 kilometer voor de kust van Guinee in West-Afrika. 

Als bevestigd wordt dat het inderdaad om een inslagkrater gaat, zal Nadir een van slechts minder dan 20 bevestigde mariene inslagkraters zijn die gevonden zijn op aarde. 

En als bevestigd wordt dat het inderdaad om een 66 miljoen jaar oude inslagkrater gaat, zal Nadir mogelijk de wetenschappers verplichten hun idee te herzien over hoe er een einde is gekomen aan het rijk van de dinosauriërs. 

Uisdean Nicholson, een geoloog aan de Heriot-Watt University in Edinburgh, ontdekte de krater min of meer toevallig toen hij gegevens van een onderzoek met seismische weerkaatsing van de zeebodem aan het bekijken was.

Seismische weerkaatsing (seismic reflection) werkt op een gelijkaardige manier als ultrasound: er worden drukgolven uitgestuurd door het water en de zeebodem en de energie die weerkaatst wordt, wordt gedetecteerd. De gegevens daarvan laten geofysici en geologen toe de structuur van de gesteenten en sedimenten te reconstrueren. 

Nicholson was helemaal niet op zoek naar een krater, hij bekeek de gegevens in het kader van een project om de oceanische spreiding in de Krijt-periode te onderzoeken, het geologisch proces dat het Afrikaanse en Amerikaanse continent uiteen heeft gedreven en zo de Atlantische Oceaan heeft doen ontstaan. Toen hij de platte sedimentlagen van het 'Guinea plateau' in de Atlantische Oceaan aan het bekijken was, vond hij iets vreemds. 

"Ik heb al hopen seismische data geïnterpreteerd in mijn leven, maar zoiets had ik nog nooit gezien. In plaats van de platte opeenvolgingen van sedimenten die ik verwachtte op het plateau, vond ik onder de zeebodem een depressie van zo'n 8,5 kilometer, met zeer vreemde kenmerken", zei Nicholson. "Het fenomeen had bepaalde kenmerken die wezen op een impactkrater."

Die kenmerken zijn dan onder meer de grootte van de krater, de verhouding van de hoogte tot de grootte en de hoogte van de kraterrand. Ook lagen er tientallen kilometers rond de krater erg chaotische sedimentaire afzettingen die leken op 'ejecta', materiaal dat uit de krater geworpen wordt onmiddellijk na de inslag. 

Het team bekeek ook andere mogelijke processen die een dergelijke krater zouden kunnen gevormd hebben, zoals de instorting van een onderzeese vulkaan, een zoutpilaar onder de zeebodem of het explosief vrijkomen van gas van onder het oppervlak, maar geen van die mogelijkheden was verenigbaar met de plaatselijke geologische omstandigheden of de geometrie van de krater. 

Doctor Veronica Bray, een onderzoeker aan het Lunar and Planetary Laboratory van de University of Arizona die gespecialiseerd is in kraters in ons zonnestelsel, gebruikte computersimulaties om vast te stellen welk soort botsing er plaatsgevonden heeft en wat de gevolgen ervan zouden kunnen geweest zijn. 

De simulaties suggereren dat de krater veroorzaakt werd door de inslag van een asteroïde van zo'n 400 meter in water dat zo'n 800 meter diep was. De gevolgen van een inslag in een oceaan met zo'n diepte zouden bepaald indrukwekkend geweest zijn. In eerste instantie zouden een 800 meter hoge waterkolom, de asteroïde zelf en een aanzienlijk volume aan sediment onmiddellijk verdampt zijn, met een enorme vuurbal die tot op honderden kilometers zichtbaar was als gevolg.

"Dat zou ook een tsunami van meer dan 800 meter hoog opgewekt hebben en een aardbeving met een magnitude van 6,5 tot 7", zei Bray. Die aardbeving kan op haar beurt geleid hebben tot onderzeese aardverschuivingen in het gebied en die kunnen dan weer een reeks tsunamis veroorzaakt hebben. 

Volgens de berekeningen van Bray zou er bij de inslag zo'n 1.000 keer meer energie vrijgekomen zijn dan bij de onderzeese uitbarsting van de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai-vulkaan in het Polynesische eilandstaatje Tonga op 15 januari.

"Dit zijn de eerste simulaties en ze moeten nog verfijnd worden als we meer gegevens krijgen", zei Bray. "Maar ze bieden belangrijke nieuwe inzichten in de mogelijke diepte van de oceaan in dit gebied rond de tijd van de inslag."

"Hoewel dit veel kleiner is dan de wereldwijde catastrofe na de inslag van Chicxulub, zal Nadir beduidend bijgedragen hebben tot de plaatselijke verwoesting. En als we een 'zusje' gevonden hebben van Chicxulub, roept dat de vraag op: zijn er nog andere?"

Een van de meest intrigerende aspecten aan deze krater is dat hij zowat dezelfde ouderdom heeft als de enorme Chicxulub-krater, min of plus een miljoen jaar. Beide kraters liggen op de grens tussen de Krijt-periode en de Paleogeen-periode, zo'n 66 miljoen jaar geleden. 

Als bevestigd wordt dat dit inderdaad ook een impactkrater is, is er dan een verband tussen de twee? 

De auteurs van de studie over de krater hebben drie ideeën over een mogelijk verband.  Het eerste is dat de twee asteroïden gevormd kunnen zijn door het uiteenvallen van een 'ouder-asteroïde', waarbij het grotere fragment de Chicxulub-krater veroorzaakt heeft en een kleiner fragment (het kleine zusje) de Nadir-krater. Als dat het geval is, kunnen de schadelijke effecten van de Chicxulub-inslag groter gemaakt zijn door de Nadir-inslag. Dat kan de massale uitstervingsgolf op het einde van het Krijt erger gemaakt hebben. 

Het uiteenvallen kan gebeurd zijn tijdens een eerdere 'bijna botsing', waarbij de asteroïde zo dicht bij de aarde voorbij is gescheerd dat ze blootgesteld is geweest aan gravitationele krachten die sterk genoeg waren om haar uiteen te trekken. De eigenlijke botsing zou dan gebeurd kunnen zijn tijdens een volgende omloop.

Hoewel dit scenario minder waarschijnlijk is bij een rotsachtige asteroïde, is het precies wat er gebeurd is met de ijsachtige komeet Shoemaker-Levy 9 die in 1994 ingeslagen is op Jupiter. De komeet werd uiteengetrokken in minstens 21 stukken die in de loop van verschillende dagen insloegen op de planeet.  

Een andere mogelijkheid is dat Nadir deel uitmaakte van een 'impact cluster' - een zwerm van meteoren - die ontstaan is door een botsing in de planetoïdengordel vroeger in de geschiedenis van het zonnestelsel. Dat wordt de 'kleine neef' hypothese genoemd. 

Die botsing kan een regen van asteroïden op het binnenste zonnestelsel afgestuurd hebben en die kunnen op de aarde en andere binnenste planeten ingeslagen zijn in de loop van een langere periode, mogelijk een miljoen jaar of wel meer. 

Er is een precedent voor zo'n gebeurtenis in de Ordovicium-periode, meer dan 400 miljoen jaar geleden. Toen waren er talrijke inslagen op een relatief korte tijd. 

Ten slotte kan het natuurlijk ook gewoon toeval zijn. Een inslag van een asteroïde zo groot als Nadir wordt zowat elke 700.000 jaar verwacht en kan dus ook rond dezelfde tijd als de inslag van een veel grotere asteroïde als Chicxulub gebeuren. 

Hoewel de Nadir-krater alle kenmerken vertoont van een inslagkrater, kan het team voorlopig niet met zekerheid stellen dat hij inderdaad gevormd is door de inslag van een asteroïde. 

Dat is pas mogelijk als er fysiek stalen genomen worden uit de bodem van de krater en als daarin mineralen geïdentificeerd worden die enkel gevormd kunnen worden onder de enorme druk die ontstaat bij een inslag. 

Het team heeft dan ook een voorstel ingediend bij het International Ocean Discovery Program om boringen uit te voeren in de krater. 

Die boormonsters zouden ook toelaten de krater nauwkeurig te dateren. Dan zou men de 'kleine zus' en de 'kleine neef' hypothesen kunnen testen en kunnen zoeken naar andere kraters met een zelfde ouderdom die andere 'neefjes' veroorzaakt zouden hebben.

"De Nadir-krater is een ongelooflijk opwindende ontdekking van een tweede inslag dicht in de tijd bij de Krijt-Paleogeenmassa-extinctie", zei mede-auteur Sean Gulick, een inslagexpert aan de University of Texas at Austin. "Hoewel veel kleiner dan de Chicxulub-inslag die de uitsterving veroorzaakt heeft, vereist alleen al het feit dat hij bestaat dat we de mogelijkheid onderzoeken van een inslagcluster op het einde van de Krijt-periode."

"Ondanks het feit dat er al 4 miljard jaar objecten op de aarde inslaan, zijn er nog maar 200 inslagen ontdekt", zei Gulick. "Het is dus opwindend nieuws als een nieuwe potentiële inslag ontdekt wordt, vooral in het moeilijk te onderzoeken marien milieu."

De studie  van Nicholson, Bray, Gulick en Benedict Aduomahor van de Heriot-Watt University is gepubliceerd in . Dit artikel is gebaseerd op een persmededeling van de University of Arizona en een tekst van Nicholson, Bray en Gulick in The Conversation.