vârsta impactului Chicxulub
limita K-T. Limita K-T este identificată la 794,11 m, la 50 cm deasupra breciei de impact (Fig. 2). Limita se caracterizează printr-un calcar maroniu gri-verde închis de 2 până la 3 cm, cu o argilă glauconitică verde de 3 până la 4 mm grosime (17) care marchează o disconformitate erozională. Intervalul de 50 cm sub limita K-T este în polaritate inversă C29r. este clar că la 7 cm deasupra limitei K-T miezul este în mod normal magnetizat (în chron 29N). Modificarea pare să apară la mai mult de 4 cm deasupra limitei K-T, deși apare un singur punct de date. Izotopii stabili ai carbonului arată valorile ridicate de la 13C ale maastrichtianului târziu deasupra breciei, urmate de excursia negativă caracteristică la limita K-T. (Valoarea scăzută din proba de dolomită 21 se datorează efectelor diagenetice.) Concentrațiile de iridiu se încadrează în intervalul valorilor de fond și ating doar 0,29 ng/g la limita K-T (Fig. 2). Absența unei anomalii Ir și intervalul scurt de C29r deasupra limitei K-T sugerează un hiatus, așa cum indică și biotratigrafia.
primele foraminifere Planctice terțiare (Daniene) sunt prezente la 2 cm deasupra limitei k-t argilă verde și disconformitate și indică zona Pla (e.g., Parvularugoglobigerina eugubina, Parvulaugoglobigerina extensa, Hemoglobigerina sp., Woodringina hornerstownensis și Globoconusa daubjergensis, plus specii cretacice rare refăcute). În intervalul de 5 cm pestriț, bioturbat (probele 5 și 6), aceste specii Daniene timpurii sunt comune, împreună cu Parasubbotina pseudobulloides bine dezvoltate, Subbotina triloculinoides și Globanomalina compressa, care sunt caracteristice unui ansamblu PLA superior și sugerează că cel mai vechi interval Danian (zonele P0 și Pla inferior) lipsește.
intervalul lipsă la limita K-T poate fi estimat din ansambluri foraminifere planctice și magnetostratigrafie. Zonele Daniene timpurii P0 și Pla sunt corelative cu C29r deasupra limitei K-T, care se întinde pe primele 275 ky ale Terțiarului (19, 20). La Yax – 1 acest interval este reprezentat de doar 6 cm din zona superioară Pla și C29r, indicând >250 Ky lipsă și probabil o parte din cea mai de sus Maastrichtian. Acest lucru poate explica absența anomaliei Ir caracteristice care marchează limita K-T la nivel mondial.
în calcarul marly la 6 cm deasupra limitei K-T, apare o altă schimbare bruscă în ansamblul speciilor la dimensiuni mai mari, împreună cu apariția bruscă a ansamblului plc (2) din zona superioară (de exemplu, absența P. eugubina și prezența Premurica inconstans, Hemoglobigerina trivialis și Globanomalina pentagona). Aceasta marchează un alt hiatus major(794,05 m) cu zona Plb și partea inferioară a zonei Plc (l) lipsă, așa cum este indicat și de schimbarea polarității magnetice de la C29r la C29n.
k-T și Hiatusurile Daniene timpurii ale acestor magnitudini au fost observate în Caraibe și Golful Mexic (21) și în marea adâncă la nivel global (20) și pot fi legate de curenții intensificați de apă adâncă în timpul Paleocenului Timpuriu.
vârsta unității între brecie și K-T. foraminiferele Planctice în calcarele dolomitice și micritice laminate de 50 cm grosime între limita Breccia și K-T asigură constrângeri critice de vârstă pentru depunerea acestei unități în plus față de magnetostratigrafie. Examinarea secțiunilor subțiri arată că intervalele laminate sunt bogate în foraminifere Planctice Maastrichtiene târzii, deși sunt invariabil recristalizate și slab conservate în aceste calcare micritice. Cu toate acestea, procesul de recristalizare a păstrat morfologia speciilor și calcitul învelișului de culoare mai deschisă în raport cu micritul înconjurător, deși imaginile cu mărire foarte mare arată textura micritului cristalin. Din acest motiv, marirea speciilor este limitata (100-200), iar imaginile sunt adesea neclare (Fig. 3). Prezentăm specii reprezentative din diferite intervale la o mărire care permite încă recunoașterea morfologiilor caracteristice speciilor. Pentru a ilustra faptul că aceste forme sunt foraminifere și pentru a le diferenția de sedimentele cristaline, le arătăm încorporate în calcarul micritic înconjurător mai întunecat. Nu se păstrează foraminifere în straturile dolomitice (de exemplu, proba 21) caracterizate prin romburi dolomite.
micrografii cu secțiune subțire ale Foraminiferelor Planctice Maastrichtiene târzii și Paleocene timpurii din Yax-1. (Bar scara = 100 xcfm pentru imagini 1-3; fscale bar = 200 pentru imagini 4-11.) Zonele Paleocenului timpuriu Pla-Plc: imaginea 1, W. hornerstownensis (proba 1); imaginea 2, P. eugubina (proba 6); imaginea 3, P. pseudobulloides (proba 5); imaginea 4, P. inconstans (proba 4). Zona Maastrichtiană târzie CF1: imaginea 5, Plummerita hantkeninoides (proba 20); imaginea 6, Rugoglobigerina macrocephala (proba 9); imaginile 7 și 8, Rugoglobigerina rugosa (probele 19 și 12); imaginea 9, Globotruncana insignis (proba 20); imaginea 10, Globotruncana Arca (proba 9); imaginea 11, Rosita contusa (proba 9).
diverse și abundente ansambluri foraminifere planctice sunt prezente în toate probele de calcar micritic laminat, deși foraminiferele bentonice sunt mai puțin frecvente (mai ales buliminelide). Ansamblurile planctice constau din specii caracteristice zonei Maastrichtiene târzii CF1, inclusiv 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., și Globigerinelloides aspera (Fig. 2 și 3). Zona CF1 se întinde pe ultimii 300 ky ai Cretacicului, corelativ cu partea superioară a magnetocronului C29r sub limita K-T. Aceste ansambluri de zone CF1 indică, prin urmare, că depunerea celor 50 cm de calcar micritic laminat a avut loc după impactul Chicxulub și înainte de extincția în masă a limitei K-T.
alternativ, ar putea calcarele micritice laminate de 50 cm grosime și Foraminiferele Maastrichtiene târzii să reprezinte refacerea prin spălare și umplere a craterului după depunerea breciei de impact? Dovezile microfosile sugerează că acest lucru nu este cazul din mai multe motive.
-
spălarea din spate și umplerea craterului necesită curenți de mare energie pentru a eroda și transporta materiale, inclusiv diverse claste și elemente faunistice din Brecia de impact și litologiile subiacente și foraminiferele lor bentonice de mică adâncime. Nu există dovezi pentru o astfel de refacere în cei 50 cm critici dintre unitatea breccia și limita K-T și nici nu există dovezi sedimentare pentru un mediu de depozitare cu energie ridicată (vezi mai jos).
-
înainte de impact, raftul Yucatan din zona Chicxulub era un mediu subtidal superficial care nu suporta ansambluri foraminifere planctice. După impact, aceste microfosile sunt prezente abundent. Dacă au fost erodate și transportate pe distanțe mari de oceanul deschis (de exemplu, spălarea înapoi), dovezile structurilor sedimentare de mare energie și ale diverselor claste și specii diverse din diferite intervale de vârstă mai mari ar trebui să fie clare. Nu există dovezi pentru niciuna dintre cele de mai sus.
-
ansamblurile foraminifere Planctice în intervalul de 50 cm sunt de mare diversitate cu specii mici și mari, subțiri și groase și toate sunt caracteristice celei mai recente epoci a zonei MAASTRICHTIENE CF1. Astfel de ansambluri uniforme și absența speciilor refăcute mai vechi nu pot fi explicate prin spălarea înapoi și umplerea craterului, dar sunt în concordanță cu depunerea in situ într-un mediu hemipelagic cu energie redusă.
-
prezența vizuinelor sub limita K-T și în cele patru straturi glauconitice în intervalul de 50 cm de mai jos indică faptul că depunerea a avut loc într-un mediu sedimentar normal cu organisme de vizuină pe fundul oceanului. Dacă aceste depozite ar consta în spălare cu energie mare și refacere curentă, vizuinile nu ar fi putut fi păstrate.
dovezile indică astfel că ansamblurile foraminifere Planctice Maastrichtiene târzii au fost depozitate in situ după evenimentul de impact într-un mediu hemipelagic cu energie redusă, suficient de adânc (100 m) pentru a susține foraminiferele planctice și au sprijinit comunitățile bentonice active, care se îngroapă. Adâncirea ar fi putut fi cauzată de excavarea craterului și de creșterea nivelului mării în timpul ultimului Maastrichtian. Această interpretare poate fi testată în continuare pe baza naturii depunerii sedimentelor.
mediul de depozitare. Natura și mediul de depozitare al intervalului de 50 cm dintre disconformitățile de la vârful breciei de impact și limita K-T oferă un alt test critic al depunerii in situ versus spălarea din spate și, prin urmare, vârsta impactului, fie K-T, fie pre-K-T. Intervalul de 50 cm constă predominant din calcare micritice laminate cu microstraturi sau patch-uri de cristale de dolomită anedrică și un strat de dolomită gros de 5 cm la bază (Fig. 4). Calcarele micritice indică depunerea în condiții de apă liniștită, cu energie redusă, în timp ce dolomita formată prin înlocuirea diagenetică a calcarului precursor cu textura laminată originală este încă vizibilă.
Litholog al intervalului de 50 cm dintre disconformitățile din vârful breciei și limita K-T. (Bara de scară = 0,1 mm pentru probele 6 și 8 și 1 mm pentru probele 1-5, 7 și 9-21.) Caracteristicile sedimentare ale majorității intervalelor de probă sunt prezentate în micrografe cu secțiune subțire cu numere conectate la locația eșantionului din litholog. Rețineți cele patru microstraturi verzi distincte (<1 cm), fiecare cu microclaste acoperite cu glauconit și/sau glauconit (vezi Fig. 5).
structurile sedimentare indică un istoric depozitar variabil. Cinci straturi subțiri de microclast argilos verde sunt încorporate în calcarele laminate la 794.43, 794.34-794.35, 794.24, 794.19, și 794,11 m; acesta din urmă marchează limita K-T (Fig. 4). Reziduurile insolubile ale acestor intervale arată că microclastele sunt de origine glauconită și / sau au acoperire glauconită in situ. microscopul electronic de scanare de mediu și analizele XRD ale microclastelor și argilei verzi relevă un model glauconit XRD (17) (Fig. 5) fără sticlă modificată prezentă. Pentru comparație, am analizat patru probe din Brecia la adâncimi de 827,81, 851,02, 861,74 și 876,37 m. analizele XRD ale acestor intervale de brecie arată prezența Cheto smectitei, caracteristică sticlei alterate (22) (Fig. 5A). Glauconitul se formează la interfața sediment-apă în medii cu acumulare de detritus foarte lentă. Cele cinci straturi de microclast și argilă verde indică, prin urmare, pauze lungi în mediul de depozitare liniștit, cu sedimentare redusă și formarea glauconitului urmată de vânturarea sedimentelor, generarea clast și transportul la scară mică prin activitate curentă minoră.
(A) micrografie cu secțiune subțire a stratului verde de argilă K-T (proba 8) cu marcaj de inserție locul de analiză. Difractograma XRD a acestei argile verzi indică prezența glauconitului Matur (17). În schimb, analiza XRD a probelor de brecie arată prezența Cheto smectită bine cristalizată, care este un produs tipic de sticlă modificat. (B) micrografia microscopului electronic cu scanare ecologică a argilei verzi k-t (proba 8) cu analiza cu raze X a difractometrului electronic care indică o compoziție glauconitică (interval umbrit). C și D prezintă compoziții glauconitice similare pentru granule de reziduuri insolubile din straturile verzi ale probelor 13 și 17. (Rețineți că vârful Cl se datorează acidului clorhidric utilizat la prepararea reziduurilor insolubile.) Standardul de referință glauconit din Atlasul Petrologic SEM (18) este prezentat pentru comparație.
sticla este foarte rară în întregul interval de 50 cm. Nu s-au observat claste de brecie. Bioturbarea este frecventă în și în jurul straturilor de microclaste la 794,19, 794,24 și 794,34 m, iar intervalul de sub K-T este puternic îngropat de nevertebrate, dintre care unele ar fi putut pătrunde pentru a forma vizuina izolată mai mare la 794,31 m (Fig. 4). Această constatare sugerează că o comunitate bentonică activă a prosperat pe fundul oceanului în timpul depunerii sedimentelor și argumentează împotriva depunerii rapide prin spălare înapoi.
schimbarea unghiului de scufundare între 794,34 și 794,52 m se poate datora compactării / decantării materialului ejectat subiacent care a modificat local panta fundului mării. Micile defecte de creștere syn-sedimentară extensională de aproximativ 794,50 m pot fi, de asemenea, cauzate de acest proces.
în partea inferioară a intervalului de 50 cm, așternutul oblic în trei straturi subțiri (1 cm) între 794,45 și 794.53 m ar fi putut fi format din ape ușor agitate. Cu toate acestea, absența modificărilor dimensiunii granulelor sugerează că aceasta ar putea fi o caracteristică diagenetică. Sedimentele la ruperea miezului (794,40 m) sunt perturbate mecanic prin foraj, dar culoarea lor gri-verde sugerează o componentă glauconită ca în straturile verzi de deasupra și de dedesubt.
Sedimentologia intervalului de 50 cm care acoperă Brecia suevită indică astfel că depunerea postimpact a avut loc într-un mediu cu consum redus de energie, cu activitate curentă redusă, ceea ce a favorizat depunerea calcarelor laminate. Dar acest mediu a fost întrerupt de patru ori pentru perioade prelungite, cu o activitate de vântare puțin mai activă înainte de limita K-T și din nou la graniță, care a fost probabil legată de modificările nivelului mării. De fiecare dată, sedimentarea a fost redusă, permițând formarea glauconitului, care a fost apoi urmată de vânturarea sedimentelor, generarea clast și transportul înainte de revenirea depunerii de sedimente laminate cu energie redusă.
deficitul de claste de sticlă sau brecie în aceste sedimente, mediul cu consum redus de energie și pauzele repetate și formarea glauconitului nu oferă dovezi pentru depunerea rapidă legată de spălarea din spate și umplerea craterului pentru acest interval de 50 cm grosime.
vârsta Pre-K-T a impactului Chicxulub. Vârsta impactului Chicxulub poate fi acum determinată din nucleul Yax-1 pe baza poziției stratigrafice a breciei față de limita K-T, natura depunerii sedimentelor între brecie și limita K-T și vârsta ansamblurilor foraminifere planctice din aceste sedimente. La Yax – 1 partea superioară a breciei este marcată de o disconformitate, iar limita K-T este marcată de o argilă glauconitică verde care formează o altă disconformitate. Între ele se află 50 cm de calcar dolomitic și micritic laminat întrerupt de patru orizonturi glauconitice. Aceste sedimente indică un mediu hemipelagic liniștit, întrerupt uneori de o activitate curentă ușor crescută, care a dus la depunerea redusă a sedimentelor, vânturarea și transportul pe distanțe scurte. Bioturbarea la aceste orizonturi și limita K-T indică o podea oceanică colonizată de nevertebrate.
ansamblurile foraminifere planctice din aceste sedimente sunt caracteristice zonei CF1, care se întinde pe ultimele 300 ky ale Maastrichtianului. Magnetostratigrafia indică C29r sub limita K-T, care se întinde pe ultimele 570 ky ale Maastrichtianului. De asemenea, valorile de la xc13c sunt caracteristice pentru Maastrichtianul târziu. Toate cele trei proxy-uri de vârstă sunt astfel în concordanță cu o vârstă pre-K-T pentru Brecia de impact subiacentă, în timp ce sedimentologia exclude spălarea din spate și umplerea craterului pentru intervalul de 50 cm dintre limita breccia și K-T. Pe baza acestor date, impactul Chicxulub precede limita K-T și a avut loc cândva în prima parte a zonei CF1 și partea de mijloc a C29r sub limita K-T.
alte dovezi ale vârstei Pre-K-T. Vârsta pre-K-t determinată din Yax-1 se adaugă la dovezile acumulate ale unei vârste pre-K-t pentru impactul Chicxulub în nord-estul Mexicului, unde straturile de ejectare de impact (microtektites) au fost descoperite intercalate în marnele Maastrichtiene târzii în numeroase localități (23). La el pe Inkticton și la 25 km nord-est La Loma Cerca patru straturi microtektite sunt intercalate în 10 m de Marne pelagice, fără dovezi de pliere sau defectare. Foraminiferele planctice indică faptul că depunerea a avut loc în zona Maastrichtiană târzie CF1 cu cel mai vechi strat lângă baza zonei (23, 24) (Fig. 6). Considerăm stratul microtektit cel mai de jos ca fiind ejecta originală din impactul Chicxulub, în timp ce straturile superioare par a fi refăcute în mod repetat de curenți, așa cum este indicat de clastele comune de marnă și foraminiferele bentonice de mică adâncime și resturile. Pe baza biostratigrafiei și a ratelor de acumulare a sedimentelor, cel mai vechi strat de microtektite din aceste situri mexicane a fost depus cu 300 ky înainte de limita K-T, ceea ce sugerează, de asemenea, că impactul Chicuxulub precede limita K-T.
corelarea propusă a Breciei de impact Chicxulub în miezul Yax-1 cu cel mai vechi strat microtektite din marnele Maastrichtiene târzii ale formațiunii Mendez la El Penon și Loma Cerca în nord-estul Mexicului (22, 24). (Considerăm că straturile microtektite mai tinere care sunt intercalate în Marne trebuie refăcute.) Anomalia Ir din nord-estul Mexicului se află la limita K-T.
o vârstă pre-K-T pentru impactul Chicxulub a fost sugerată pentru prima dată de Lopez Ramos (25) pe baza abundenței foraminifere planctice maastrichtiene târzii în Marne și calcare deasupra breciei de impact a puțului PEMEX C1 situat în apropierea centrului craterului Chicxulub (Fig. 1). Această unitate Maastrichtiană târzie care acoperă impactul breccia a fost identificată și de Ward și colab. (9) în puț Sacapuc-1 pe baza corelațiilor log electrice și determinate a fi de 18 m grosime. Până în prezent, datele biostratigrafice, magnetostratigrafice, izotopice stabile sau iridiu nu acceptă o vârstă limită K-T pentru impactul Chicxulub.
impacturi Multiple și extincție în masă
vârsta pre-K-T a impactului Chicxulub oferă suport pentru un scenariu cu impact multiplu cu impacturi în timpul Maastrichtian târziu, la 300 ky în fața limitei K-T și la limita K-t (Fig. 6). În timpul târziu Maastrichtian în Marea Nordului (craterul Silverpit) (26) și Ucraina (craterul Boltysh) (27), există și dovezi ale unor cratere de impact mai mici. În plus, anomaliile IR și PGE târzii din Maastrichtian au fost raportate din Oman (28). Un alt impact s-ar fi putut produce în Danianul timpuriu (zona P. eugubina, acum 64,9 milioane de ani), așa cum sugerează modelele de anomalii Ir și PGE în secțiuni din Mexic, Guatemala și Haiti (24, 29, 30).
impactul târziu al Maastrichtian Chicxulub a coincis cu vulcanismul major Deccan (31, 32), încălzirea cu efect de seră (acum 65,4-65,2 milioane de ani) (33) și o scădere treptată a diversității speciilor în ultimii 700 ky înainte de limita K-T, dar fără extincții majore ale speciilor (11, 34) (Fig. 6). Cu toate acestea, o trecere la ansambluri dominate de generaliști ecologici în foraminifere planctice, reflectând stresul biotic major asociat cu aceste schimbări de mediu târzii Maastrichtiene, deși stresul biotic pare să se datoreze în primul rând vulcanismului major (35). Extincția în masă a coincis cu impactul limitei K-T și vulcanismul Deccan și a eliminat toate speciile tropicale și subtropicale, toate fiind rare până atunci, cu o abundență relativă combinată în medie <15% din populația totală foraminiferală (13). Această constatare sugerează că impactul limitei K-T (și vulcanismul) ar fi putut fi paiul care a rupt spatele cămilei, mai degrabă decât uciderea catastrofală a unei comunități înfloritoare sănătoase.cu dovezi de montare pentru o vârstă pre-K-T pentru impactul Chicxulub din straturile microtektite din nord-estul Mexicului (23, 24), nucleul Chicxulub Yax-1 și puțurile anterioare C1 și Sacapuc-1 (9, 25), locația craterului de impact K-t rămâne necunoscută. Craterul Shiva din India a fost propus ca posibil candidat (36). Efectele biotice ale impacturilor mari trebuie reevaluate, în special cele asociate cu impactul târziu al Maastrichtian Chicxulub și diferențiate de efectele biotice cauzate de vulcanismul Deccan și încălzirea cu efect de seră.