Анализ импактного слоя Молодого Дриаса

Abstract

We have uncovered a thin layer of magnetic grains and microspherules, carbon spherules, and glass-like carbon at nine sites across North America, a site in Belgium, and throughout the rims of 16 Carolina Bays. It is consistent with the ejecta layer from an impact event and has been dated to 12.9 ka BP coinciding with the onset of Younger Dryas (YD) cooling and widespread megafaunal extinctions in North America. At many locations the impact layer is directly below a black mat marking the sudden disappearance of the megafauna and Clovis people. The distribution pattern of the Younger Dryas boundary (YDB) ejecta layer is consistent with an impact near the Great Lakes that deposited terrestrial-like ejecta near the impact site and unusual, titanium-rich projectile-like ejecta further away. High water content associated with the ejecta, up to 28 at. % hydrogen (H), suggests the impact occurred over the Laurentide Ice Sheet. YDB microspherules and magnetic grains are highly enriched in TiO₂. Magnetic grains from several sites are enriched in iridium (Ir), up to 117 ppb. The TiO₂/FeO, K/Th, TiO₂/Zr, Al₂O₃/FeO+MgO, CaO/Al₂O₃, REE/ chondrite, FeO/MnO ratios and SiO₂, Na₂O, K₂O, Cr₂O₃, Ni, Co, U, Th and other trace element abundances are inconsistent with all terrestrial and extraterrestrial (ET) sources except for KREEP, a lunar igneous rock rich in potassium (K), rare-earth elements (REE), phosphorus (P), and other incompatible elements including U and Th. Normal Fe, Ti, and ²³⁸U/²³⁵U isotopic abundances were found in the magnetic grains, but ²³⁴U was enriched over equilibrium values by 50 % in Murray Springs and by 130 % in Belgium. ⁴⁰K abundance is enriched by up to 100 % in YDB sediments and Clovis chert artifacts. Highly vesicular carbon spherules containing nanodiamonds, glass-like carbon, charcoal and soot found in large quantities in the YDB layer are consistent with an impact followed by intense burning. Four holes in the Great Lakes, some deeper than Death Valley, are proposed as possible craters produced by the airburst breakup of a loosely aggregated projectile.

Мы обнаружили тонкие слои магнитных зерен и гранул, шарики углерода, а также стекло преимущественно из углерода в девяти пунктах по всей Северной Америке, Бельгии и во всех 16 заливах Каролины. Это согласуется со слоями с импактным веществом и приурочено к 12,9 тыс. лет назад, совпадая с похолоданием и повсеместным исчезновением мегафауны в Северной Америке в начале Молодого Дриаса (YD). Во многих местах слой с импактным веществом расположен непосредственно под маркировкой внезапного исчезновения мегафауны и культуры Кловиса. Картина распределения слоя импактного вещества на границе Молодого Дриаса (YDB) согласуется с импактным воздействием около Великих озер, которое отложило вещество, выброшенное вблизи от места необычного импактного воздействия, и богатые титаном частицы, выброшенные дальше. Высокое содержание воды в слоях импактного вещества (до 28 % водорода) свидетельствует, что воздействие произошло на Лаврентидовом ледниковом щите. Микрогранулы и магнитные зерна в слое YDB высоко обогащены TiO₂. Магнитные зерна из нескольких мест обогащены иридием (Ir), до 117 частей на миллиард. Отношения TiO₂/FeO, K/Th, TiO₂/Zr, Al₂O₃/FeO+MgO, CaO/Al₂O₃, REE / хондриты, FeO / MnO, а также SiO₂, Na₂O, K₂O, Cr₂O₃, Ni, Co, U, Th и другие следы элементов являются несовместимыми со всеми земными и внеземными источниками, за исключением KREEP - лунной магматической породы, богатой калием (K), редкоземельными элементами (РЗЭ), фосфором (P) и другими несовместимыми элементами, включая уран и торий. Нормальные Fe, Ti и изотопы ²³⁸U/²³⁵U в изобилии были найдены в магнитных зернах, но ²³⁴U обогатилась более равновесными значениями на 50 % в Мюррей-Спрингс и на 130 % в Бельгии. ⁴⁰K обогащен до 100 % осадками из YDB и кремниевыми артефактами культуры Кловис. Высокая везикулярность углеродных шариков, содержащих наноалмазы, стекло, так же как углерод, древесный уголь и сажа, обнаружены в больших количествах в слое YDB и согласуются с последствиями интенсивного горения. Четыре глубокие впадины в районе Великих озер, более глубокие, чем в Долине смерти, предлагаются в качестве возможных кратеров в результате взрыва в воздухе и распада слабо агрегированных образований.