leeftijd van Chicxulub Impact
k-T grens. De K-T-grens ligt op 794,11 m, ≈50 cm boven de botsbreccia (Fig. 2). De grens wordt gekenmerkt door een 2-tot 3-cm-hick donkergrijs – groene marly kalksteen met een 3-tot 4-mm-dikke groene glauconitische klei (17) die een erosionale disconformiteit markeert. Het 50-cm interval onder de K-T grens is in omgekeerde polariteit C29r. het is duidelijk dat 7 cm boven de K-T grens de kern normaal gemagnetiseerd is (in chron 29n). De verandering lijkt meer dan 4 cm boven de K-T-grens voor te komen, hoewel er slechts één gegevenspunt voorkomt. Stabiele koolstofisotopen tonen de hoge δ13C-waarden van het Late Maastrichtien boven de breccia, gevolgd door de karakteristieke negatieve excursie aan de K-T-grens. (De lage waarde in het dolomietmonster 21 is te wijten aan diagenetische effecten.) Iridiumconcentraties liggen binnen het bereik van de achtergrondwaarden en bereiken slechts 0,29 ng / g bij de K-T-grens (Fig. 2). De afwezigheid van een IR anomalie en het korte interval van C29r boven de K-T grens suggereren een hiaat, zoals ook aangegeven door biostratigrafie.
vijf sedimenten en leeftijdsgebonden proxy ‘ s onthullen late Maastrichtiaanse pelagische sedimenten boven de impact breccia in de Chicxulubkern Yax-1. Merk op dat zones P0, het grootste deel van Pla, en waarschijnlijk het bovenste deel van zone CF1 ontbreken. Bovendien markeert de hiaat op 794,05 m het verlies van zone Plb en het onderste deel van Plc. De afwezigheid van de IR anomalie is waarschijnlijk te wijten aan de hiatus die de K-T grens overspant.
De eerste tertiaire (Daniaanse) planktische foraminifera zijn aanwezig 2 cm boven de K-T grens groene klei en disconformiteit en geven zone Pla (e.g., Parvularugoglobigerina eugubina, Parvulaugoglobigerina extensa, Eoglobigerina sp., Woodringina hornerstownensis, en Globoconusa daubjergensis, plus zeldzame herwerkte krijt soorten). In de bovenliggende gevlekte, bioturbated 5-cm interval (monsters 5 en 6), Deze vroege Danische soorten zijn gemeenschappelijk, samen met goed ontwikkelde Parasubbotina pseudobulloides, Subbotina trilculinoides, en Globanomalina compressa, die kenmerkend zijn voor een bovenste PLA assemblage en suggereert dat het vroegste danische interval (zones P0 en onderste Pla) ontbreekt.
het ontbrekende interval op de K-T-grens kan worden geschat aan de hand van planktische foraminiferale assemblages en magnetostratigrafie. Vroege danische zones P0 en Pla zijn correlatief met C29r boven de K-T grens, die ongeveer de eerste 275 ky van het tertiaire overspant (19, 20). Bij Yax-1 wordt dit interval weergegeven door slechts 6 cm van de bovenste zone Pla en C29r, wat aangeeft dat >250 ky ontbreekt en waarschijnlijk deel uitmaakt van het bovenste Maastrichtien. Dit kan de afwezigheid van de karakteristieke ir anomalie verklaren die de K-T grens wereldwijd markeert.
in de marly kalksteen op 6 cm boven de K-T grens, een andere abrupte verandering optreedt in de soort assemblage groter, samen met de abrupte verschijning van de bovenste zone Plc (2) assemblage (bijvoorbeeld, afwezigheid van P. eugubina en aanwezigheid van Premurica inconstans, eoglobigerina trivialis en Globanomalina pentagona). Dit markeert een andere belangrijke hiaat (794,05 m) met zone Plb en het onderste deel van zone Plc(l) ontbreekt, zoals ook blijkt uit de magnetische polariteitsverandering van C29r naar C29n.
K-T en vroege daniaanse hiatussen van deze magnituden zijn waargenomen in het Caribisch gebied en de Golf van Mexico (21) en in de diepzee wereldwijd (20) en kunnen verband houden met geïntensiveerde diepwaterstromingen tijdens het vroege Paleoceen.
Age of Unit tussen Breccia en K-T. Planktic foraminifera binnen de 50 cm dikke gelamineerde dolomitische en micritische kalkstenen tussen de Breccia en K-T grens leveren naast magnetostratigrafie kritische leeftijdsbeperkingen op voor de depositie van deze eenheid. Uit onderzoek van dunne secties blijkt dat de gelamineerde intervallen rijk zijn aan Late Maastrichtiaanse planktische foraminifera, hoewel ze steevast opnieuw gekristalliseerd en slecht bewaard zijn in deze micritische kalksteen. Het herkristallisatieproces behield echter de soortmorfologie en het lichtere gekleurde calciet van de schelp ten opzichte van het omringende micriet, hoewel de beelden bij zeer hoge vergroting de kristallijne micriet textuur laten zien. Om deze reden is de vergroting van soorten beperkt (×100-200) en zijn de beelden vaak vaag (Fig. 3). We tonen representatieve soorten van verschillende intervallen op een vergroting die nog steeds herkenning van karakteristieke soortmorfologieën mogelijk maakt. Om te illustreren dat deze vormen foraminifera zijn en om ze te onderscheiden van kristallijne sedimenten, tonen we ze ingebed in de donkerdere omringende micritische kalksteen. Er zijn geen foraminifera bewaard in de dolomitische lagen (bijvoorbeeld Monster 21) die gekarakteriseerd worden door Dolomieten.
Dunne-sectie micrografen van Late Maastrichtiaanse en vroege Paleoceen planktische foraminifera uit Yax-1. (Schaalbalk = 100 µm voor afbeeldingen 1-3; fscale bar = 200 µm voor afbeeldingen 4-11.) Vroege Paleoceen zones Pla-Plc: afbeelding 1, W. hornerstownensis (monster 1); Afbeelding 2, P. eugubina (monster 6); afbeelding 3, P. pseudobulloides (monster 5); Afbeelding 4, P. inconstans (monster 4). Late Maastrichtian Zone CF1: afbeelding 5, Plummerita hantkeninoides (Monster 20); afbeelding 6, Rugoglobigerina macrocephala (Monster 9); afbeeldingen 7 en 8, Rugoglobigerina rugosa (monsters 19 en 12); afbeelding 9, Globotruncana insignis (Monster 20); afbeelding 10, Globotruncana arca (Monster 9); afbeelding 11, Rosita contusa (Monster 9).
Diverse en overvloedige planktische foraminiferale assemblages zijn aanwezig in alle gelamineerde micritische kalksteenmonsters, hoewel bentische foraminifera minder vaak voorkomen (meestal bouliminelliden). De planktic assemblages bestaan uit karakteristieke Laat Maastrichtian zone CF1 soorten, met inbegrip van Globotruncanita stuarti, G. insignis, G. arca, Globotruncanita falsocalcarata, Abathomphalus mayaroensis, R. contusa, Rosita walfishensis, R. rugosa, R. macrocephala, P. hantkeninoides, Globotruncanella petaloidea, Heterohelix, Hedbergella sp., en Globigerinelloides aspera (vijgen. 2 en 3). Zone CF1 overspant de laatste 300 ky van het Krijt, correlatief met het bovenste deel van magnetochron C29r onder de K-T grens. Deze zone CF1-assemblages geven daarom aan dat de afzetting van de 50 cm gelamineerde micritische kalksteen plaatsvond na de Chicxulub-inslag en vóór de massa-extinctie van de K-T-grens.
zouden de gelamineerde micritische kalkstenen van 50 cm dik en de late Maastrichtiaanse foraminifera een herwerking kunnen zijn door terugvloeiing en kraterinvulling na afzetting van de botsbreccia? Microfossil-gegevens wijzen erop dat dit om verschillende redenen niet het geval is.
-
Backwash en kraterinvulling vereist hoog-energetische stromen om materiaal te eroderen en te transporteren, met inbegrip van diverse clasten en faunale elementen van de impact breccia en de onderliggende lithologieën en hun benthische foraminifera in ondiep water. Er zijn geen aanwijzingen voor een dergelijke herwerking in de kritische 50 cm tussen de Breccia-eenheid en de K-T-grens, noch bestaan er sedimentaire aanwijzingen voor een hoog-energetische afzettingsomgeving (zie hieronder).
-
vóór de impact was de Yucatan-plank in het Chicxulub-gebied een ondiepe subtidale omgeving die geen planktische foraminiferale assemblages ondersteunde. Na de impact zijn deze microfossielen overvloedig aanwezig. Als ze geërodeerd en over grote afstanden van de open oceaan getransporteerd werden (bv. backwash), zou het bewijs van hoge-energetische sedimentaire structuren en van diverse clasten en diverse soorten uit verschillende oudere leeftijdsintervallen duidelijk moeten zijn. Er bestaat geen bewijs voor het bovenstaande.
-
Planktic foraminiferal assemblages binnen het 50-cm interval zijn van grote diversiteit met kleine en grote, dun-en dik-gepelde soorten, en alle zijn kenmerkend voor de meest recente Maastrichtiaanse zone CF1 leeftijd. Dergelijke uniforme assemblages, en de afwezigheid van oudere herwerkte soorten, kan niet worden verklaard door backwash en Krater infill, maar ze zijn consistent met in situ depositie in een low-energy hemipelagische omgeving.
-
de aanwezigheid van holen onder de K-T-grens en in de vier glauconitische lagen binnen het interval van 50 cm hieronder geeft aan dat depositie plaatsvond in een normale sedimentaire omgeving met gravende organismen op de oceaanbodem. Als deze afzettingen bestonden uit hoge-energetische terugspoeling en huidige herwerking, kon burrows niet bewaard zijn gebleven.
het bewijs wijst er dus op dat de late Maastrichtiaanse planktische foraminiferale assemblages na de impact in situ werden afgezet in een hemipelagische omgeving met een lage energie die diep genoeg was (≈100 m) om planktische foraminifera te ondersteunen en actieve, gravende benthische gemeenschappen te ondersteunen. De verdieping kan zijn veroorzaakt door de krateruitgraving en de zeespiegelstijging tijdens het laatste Maastrichtien. Deze interpretatie kan verder worden getest op basis van de aard van sedimentafzetting.
afzettingsmilieu. De aard en depositional omgeving van de 50-cm interval tussen de disconformities op de top van de impact breccia en de K-T grens biedt een kritische test van in situ versus backwash-depositie en dus de leeftijd van de impact, of K-T of pre-K-T. De 50-cm interval bestaat voornamelijk uit gelamineerd micritic kalksteen met microlayers of patches van anhedral dolomiet kristallen en een 5 cm dikke laag dolomiet aan de basis (Fig. 4). De micritische kalksteen duidt op afzetting onder energiezuinige, stille wateromstandigheden, terwijl de Dolomiet gevormd door diagenetische vervanging van de precursor kalksteen door de oorspronkelijke gelamineerde textuur nog steeds zichtbaar is.
Litholog van het 50-cm interval tussen de disconformiteiten aan de bovenkant van de breccia en de K-T grens. (Schaalstaaf = 0,1 mm voor de monsters 6 en 8 en 1 mm voor de monsters 1-5, 7 en 9-21.) Sedimentaire kenmerken van de meeste monsterintervallen worden getoond in dunne-sectie micrographs met nummers die zijn gekoppeld aan de monsterlocatie in de litholog. Let op de vier verschillende groene microlagen (<1 cm), elk met glauconiet en/of glauconiet gecoate microclasten (zie Fig. 5).
sedimentaire structuren geven een variabele depositiegeschiedenis aan. Vijf dunne groene kleiachtige microclastlagen zijn ingebed in gelamineerde kalkstenen op 794.43, 794.34-794.35, 794.24, 794.19, en 794,11 m; de laatste markeert de K-T grens (Fig. 4). Uit de onoplosbare residuen van deze intervallen blijkt dat de microclasten van glauconiet afkomstig zijn en/of in situ een glauconietcoating hebben. milieu scanning elektronenmicroscoop en XRD analyses van microclasten en de groene klei onthullen een glauconiet XRD patroon (17) (Fig. 5) zonder veranderd glas aanwezig. Ter vergelijking hebben we vier monsters van de breccia geanalyseerd op een diepte van 827,81, 851,02, 861,74 en 876,37 m. XRD analyses van deze Breccia intervallen tonen de aanwezigheid van Cheto smectiet, die kenmerkend is voor veranderd glas (22) (Fig. 5A). Glauconiet vormt zich op het raakvlak tussen sediment en water in omgevingen met een zeer langzame accumulatie van detritus. De vijf lagen microclast en groene klei duiden daarom op lange pauzes in de algehele rustige afzettingsomgeving met verminderde sedimentatie en de vorming van glauconiet, gevolgd door bezinksel, clastgeneratie en kleinschalig transport door geringe huidige activiteit.
(A) Micrografie met dunne doorsnede van de groene K-T-kleilaag (Monster 8) met de plaats van de analyse van de insert-markering. Het Xrd diffractogram van deze groene klei wijst op de aanwezigheid van volwassen glauconiet (17). XRD-analyse van Breccia-monsters toont daarentegen de aanwezigheid van goed gekristalliseerde Cheto smectiet, een typisch gewijzigd glasproduct. (B) milieu-scanning elektronenmicroscoop micrograaf van de K-T groene klei (Monster 8) met elektrondiffractometer röntgenanalyse die een glauconitische samenstelling aangeeft (gearceerde interval). C en D vertonen vergelijkbare glauconitische samenstellingen voor onoplosbare restkorrels uit de groene lagen van monsters 13 en 17. (Merk op dat de CL-piek te wijten is aan het chloorzuur dat wordt gebruikt bij de bereiding van onoplosbare residuen.) De glauconiet referentiestandaard uit de Sem Petrology Atlas (18) wordt ter vergelijking getoond.
glas is zeer zeldzaam in het gehele interval van 50 cm. Er werden geen Breccia clasten waargenomen. Bioturbatie is gebruikelijk in en rond de microclastlagen op 794,19, 794,24 en 794,34 m, en het interval onder de K-T wordt sterk ingegraven door ongewervelde dieren, waarvan sommige zijn doorgedrongen tot het grotere geïsoleerde hol op 794,31 m (Fig. 4). Deze bevinding suggereert dat een actieve benthische gemeenschap gedijt op de oceaanbodem tijdens sedimentdepositie en pleit tegen snelle depositie door backwash.
de verandering in de diphoek tussen 794,34 en 794,52 m kan het gevolg zijn van verdichting/bezinking van het onderliggende ejectamateriaal dat plaatselijk de helling van de zeebodem veranderde. De minuscule extensionele syn-sedimentaire groeifouten rond 794,50 m kunnen ook door dit proces zijn veroorzaakt.
in het onderste deel van het 50-cm-interval, het schuine beddengoed in drie dunne (1-cm) lagen tussen 794,45 en 794.53 m kan zijn gevormd door licht bewogen water. De afwezigheid van veranderingen in de korrelgrootte suggereert echter dat dit een diagenetisch kenmerk zou kunnen zijn. Sedimenten bij de kernbreuk (794,40 m) worden mechanisch verstoord door boren, maar hun grijsgroene kleur suggereert een glauconietcomponent zoals in de groene lagen boven en onder.
sedimentologie van het interval van 50 cm boven de sueviet breccia geeft dus aan dat de postimpact-depositie plaatsvond in een energiezuinige omgeving met weinig huidige activiteit, wat de afzetting van gelamineerde kalksteen bevorderde. Maar deze omgeving werd vier keer onderbroken voor langere tijden met iets meer actieve winnawing activiteit voor de K-T grens en opnieuw op de grens, die waarschijnlijk gerelateerd was aan veranderingen in de zeespiegel. Elke keer werd de sedimentatie verminderd, waardoor de vorming van glauconiet mogelijk werd, wat vervolgens werd gevolgd door het bezinksel, het genereren van clast en het transport voordat de afzetting van gelamineerd sediment met een laag energieverbruik plaatsvond.
de schaarste van glas-of breccia-clasten in deze sedimenten, de energiezuinige omgeving en de herhaalde pauzes en vorming van glauconiet leveren geen bewijs voor snelle depositie gerelateerd aan backwash en kraterinvulling voor dit 50 cm dikke interval.
Pre-K-T leeftijd van Chicxulub Impact. De leeftijd van de Chicxulub impact kan nu worden bepaald aan de hand van de Yax-1 kern op basis van de stratigrafische positie van de breccia ten opzichte van de K-T grens, de aard van sedimentafzetting tussen de breccia en de K-T grens, en de leeftijd van de planktische foraminiferale assemblages binnen deze sedimenten. Bij Yax-1 wordt de top van de breccia gekenmerkt door een disconformiteit en de K-T grens wordt gekenmerkt door een groene glauconitische klei die een andere disconformiteit vormt. Daartussen liggen 50 cm gelamineerde dolomitische en micritische kalksteen, onderbroken door vier glauconitische horizonten. Deze sedimenten wijzen op een rustige hemipelagische omgeving, soms onderbroken door een licht verhoogde huidige activiteit die resulteerde in verminderde sedimentdepositie, winnowing en transport over korte afstand. Bioturbatie op deze horizon en de K-T grens wijzen op een oceaanbodem gekoloniseerd door ongewervelde dieren.
De planktische foraminiferale assemblages binnen deze sedimenten zijn kenmerkend voor zone CF1, die de laatste 300 ky van het Maastrichtien overspant. Magnetostratigrafie geeft C29r aan onder de K-T grens, die de laatste 570 ky van het Maastrichtien overspant. Ook zijn de δ13C-waarden kenmerkend voor het Late Maastrichtien. Alle drie de leeftijdsproxies zijn dus consistent met een pre-K-T leeftijd voor de onderliggende impact breccia, terwijl de sedimentologie backwash en Krater infill uitsluit voor het 50-cm interval tussen de breccia en K-T grens. Gebaseerd op deze gegevens, de Chicxulub impact dateert van voor de K-T grens en deed zich ergens tijdens het vroege deel van zone CF1 en het middelste deel van C29r onder de K-T grens.
andere aanwijzingen voor Pre-K-T leeftijd. De pre-K-T leeftijd bepaald op basis van Yax-1 voegt toe aan het accumulerende bewijs van een pre-K-T leeftijd voor de Chicxulub impact in het noordoosten van Mexico, waar impact ejecta lagen (microtektieten) zijn ontdekt interbedded in late Maastrichtian marls in tal van plaatsen (23). Bij El Peñon en 25 km ten noordoosten van Loma Cerca zijn vier microtektietlagen doorsneden in 10 m pelagische mergel, zonder bewijs van vouwen of vervagen. Planktische foraminifera geven aan dat depositie plaatsvond tijdens de late Maastrichtiaanse zone CF1 met de oudste laag in de buurt van de basis van de zone (23, 24) (Fig. 6). We beschouwen de onderste microtektietlaag als de oorspronkelijke ejecta van de Chicxulub impact, terwijl de bovenste lagen herhaaldelijk worden bewerkt door stromingen, zoals aangegeven door mergelklassen en ondiep water benthische foraminifera en puin. Gebaseerd op biostratigrafie en sediment accumulatiesnelheden, werd de oudste microtektietlaag op deze Mexicaanse locaties afgezet ≈300 ky voor de K-T grens, wat ook suggereert dat de Chicuxulub impact voor de K-T grens ligt.
voorgestelde correlatie van Chicxulub impact breccia in kern Yax-1 met de oudste microtektietlaag in Late Maastrichtiaanse mergel van de Mendez formatie bij El Penon en Loma Cerca in het noordoosten van Mexico (22, 24). (We beschouwen de jongere microtektietlagen die in Mergels zijn ingebed als herwerkt.) De IR anomalie in het noordoosten van Mexico bevindt zich op de K-T grens.een pre-K-T-leeftijd voor de Chicxulubinslag werd voor het eerst voorgesteld door Lopez Ramos (25) op basis van een overvloedige late Maastrichtiaanse planktische foraminifera in Mergels en kalkstenen boven de inslagbreccia van PEMEX put C1 nabij het centrum van de Chicxulubkrater (Fig. 1). Deze Late Maastrichtiaanse eenheid boven de impact breccia werd ook geïdentificeerd door Ward et al. (9) in put Sacapuc-1 op basis van elektrische log correlaties en vastgesteld op ≈18 m dik. Tot op heden ondersteunen biostratigrafische, magnetostratigrafische, stabiele isotoop-of iridium-gegevens geen k-T-grensleeftijd voor de Chicxulub-inslag.
meervoudige Botsingen en massa-extinctie
De pre-K-T-leeftijd van de Chicxulub-botsing ondersteunt een scenario met meervoudige botsingen tijdens het late Maastrichtien, op ≈300 ky vóór de K-T-grens en op de K-T-grens (Fig. 6). Tijdens het late Maastrichtien in de Noordzee (Silverpit Krater) (26) en Oekraïne (Boltysh Krater) (27), zijn er ook aanwijzingen voor kleinere inslagkraters. Bovendien zijn uit Oman Late Maastrichtiaanse ir-en PGE-anomalieën gemeld (28). Een andere inslag kan zich hebben voorgedaan in de vroege Danian (P. eugubina zone, ≈64,9 miljoen jaar geleden) zoals gesuggereerd door IR en PGE anomaliepatronen in secties uit Mexico, Guatemala en Haïti (24, 29, 30).
De impact van late Maastrichtiaanse Chicxulub viel samen met het grote Deccan vulkanisme (31, 32), het broeikaseffect (65,4-65,2 miljoen jaar geleden) (33) en een geleidelijke afname van de soortendiversiteit gedurende de laatste 700 ky voor de K-T grens, maar geen grote soorten uitsterven (11, 34) (Fig. 6). Echter, een verschuiving naar ecologische generalisten gedomineerde assemblages in planktische foraminifera, als gevolg van belangrijke biotische stress geassocieerd met deze late Maastrichtiaanse milieuveranderingen, hoewel de biotische stress voornamelijk te wijten lijkt te zijn aan het grote vulkanisme (35). De massa-extinctie viel samen met de K-T boundary impact en Deccan vulkanisme en elimineerde alle tropische en subtropische soorten, die allemaal zeldzaam waren tegen die tijd met een gecombineerde relatieve abundantie van gemiddeld <15% van de totale foraminiferale populatie (13). Deze bevinding suggereert dat de K-T grensinslag (en vulkanisme) misschien het stro was dat de rug van de kameel brak, in plaats van de catastrofale dood van een gezonde bloeiende gemeenschap.
met steeds meer bewijs voor een pre-K-T-leeftijd voor de Chicxulubinslag van microtektietlagen in Noordoost-Mexico (23, 24), Chicxulubkern Yax-1, en eerdere putten C1 en Sacapuc-1 (9, 25), blijft de locatie van de K-T-inslagkrater onbekend. De Shiva Krater in India is voorgesteld als mogelijke kandidaat (36). Biotische effecten van grote effecten moeten opnieuw worden geëvalueerd, met name die welke verband houden met de late Maastrichtiaanse Chicxulub impact, en moeten worden onderscheiden van biotische effecten veroorzaakt door Deccan vulkanisme en broeikaseffect.