6600万年前，一颗直径数英里的小行星撞击了地球，几乎消灭了所有的恐龙和地球上大约四分之三的动植物物种。
根据密歇根大学领导的一项新研究，它还引发了一场巨大的海啸，海浪高达几英里，从墨西哥尤卡坦半岛的撞击地点开始，冲刷了数千英里的海底。
研究:希克苏鲁伯撞击产生了强大的全球海啸
这项研究于10月4日在线发表在《AGU进展》杂志上，是同行评议科学期刊上首次发表的希克苏鲁伯撞击海啸的全球模拟。此外，密歇根大学的研究人员回顾了全球100多个地点的地质记录，发现了支持他们的模型对海啸路径和威力的预测的证据。
“这次海啸强大到足以扰乱和侵蚀半个地球的海洋盆地中的沉积物，要么在沉积记录中留下一个缺口，要么留下一堆古老的沉积物，”主要作者莫莉·朗奇说。她在密歇根大学物理海洋学家、研究合著者布莱恩·阿比克和密歇根大学古海洋学家、研究合著者特德·摩尔的指导下为硕士论文进行了建模研究。
对地质记录的回顾集中在“边界剖面”上，即在小行星撞击和随后的白垩纪结束的K-Pg大灭绝之前或之后沉积的海洋沉积物。
“我们在白垩纪最上层海洋沉积物中观察到的侵蚀和裂孔的分布与我们的模型结果一致，这让我们对模型预测更有信心，”Range说，他在Arbic的地球与环境科学系实验室开始了这个项目，当时他还是一名本科生。
该研究的作者计算出，这次海啸的初始能量是2004年12月印度洋地震海啸能量的3万倍，那次海啸造成23万人死亡，是现代记录中最大的海啸之一。
该团队的模拟结果显示，海啸主要向东部和东北部辐射到北大西洋，向西南通过中美洲航道(曾经分隔北美和南美洲)辐射到南太平洋。
在这些盆地和一些邻近地区，水下水流的速度可能超过每秒20厘米(0.4英里/小时)，这个速度足以侵蚀海底的细粒沉积物。
相比之下，根据该团队的模拟，南大西洋、北太平洋、印度洋和今天的地中BRAZZAES海地区基本上没有受到海啸最强烈的影响。在这些地方，模拟的电流速度可能低于20厘米/秒的阈值。
为了审查地质记录，密歇根大学的摩尔分析了165个海洋边界剖面的公开记录，并从其中的120个剖面中获得了有用的信息。大多数沉积物来自科学海洋钻探项目中收集的岩心。
北大西洋和南太平洋具有完整、不间断的K-Pg边界沉积物的站点最少。相比之下，南大西洋、北太平洋、印度洋和地中海的完整K-Pg边界段数量最多。
地球与环境科学教授阿比克说:“我们在地质记录中发现了对开放海洋中受影响最大的预测区域的佐证。”他监督这个项目。“地质证据无疑增强了论文的说服力。”
根据作者的说法，具有特殊意义的是新西兰北部和南部岛屿东岸K-Pg边界的露头，这距离尤卡坦撞击地点超过12000公里(7500英里)。
新西兰的这些严重扰动和不完整的沉积物被称为油质沉积，最初被认为是当地构造活动的结果。但是考虑到沉积物的年代和它们直接位于模拟的希克苏鲁伯撞击海啸路径上的位置，密歇根大学领导的研究小组怀疑有不同的起源。
“我们认为这些沉积物记录了海啸的影响，这可能是最有力的证明了这一事件的全球意义，”Range说。
该研究的建模部分采用了两阶段策略。首先，一个名为hydrocode的大型计算机程序模拟了地震发生后混乱的前10分钟，包括撞击、陨日本RAPPER潮水RAPPER万家乐石坑的形成和海啸的开始。这项研究是由普渡大学的布兰登·约翰逊共同完成的。
基于之前的研究结果，研究人员模拟了一颗直径14公里(8.7英里)的小行星，以每秒12公里(27,000英里)的速度移动。它撞击了由厚沉积物和浅海覆盖的花花质地壳，炸出了一个大约100公里宽(62英里宽)的陨石坑，并将密集的烟灰和尘埃云喷射到大气中。
在小行星撞击地球的两分半钟后，喷出的物质形成了一道水墙，从撞击地点向外推，短暂地形成了4.5公里高(2.8英里高)的波浪，随着喷出物落到地球上，波浪逐渐消退。
根据U-M的模拟，在炮弹击中尤卡坦半岛十分钟后，在距离撞击点220公里(137英里)处，一个1.5公里高(0.93英里)的环形海啸波开始向四面八方横扫海洋。
在10分钟的时候，约翰逊的iSALE水文代码模拟结果被输入到两个海啸传播模型中，MOM6和MOST，以跟踪跨越海洋的巨浪。MOM6已被用于模拟深海海啸，NOAA在其海啸预警中心使用MOST模型进行海啸预报。
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地球与环境科学荣誉退休教授摩尔说:“这里的重要结果是，两个公式不同的全球模型给出了几乎相同的结果，完整和不完整剖面的地质数据与这些结果一致。”“模型和验证数据非常吻合。”
根据该团队的模拟:
撞击发生一小时后，海啸已经扩散到墨西哥湾以外，进入北大西洋。撞击发生四小时后，海浪穿过中美洲航道进入太平洋。撞击发生24小时后，海浪从东部穿过太平洋的大部分地区，从西部穿过大西洋的大部分地区，从两边进入印度洋。在撞击后的48小时内，巨大的海啸波已经到达了世界上大部分的海岸线。在目前的研究中，研究人员并没有试图估计海啸造成的沿海洪水的程度。
然而，他们的模型表明，墨西哥湾的开放海洋浪高将超过100米(328英尺)，当海啸接近北大西洋沿岸地区和南美洲太平洋沿岸部分地区时，浪高将超过10米(32.8英尺)。
当海啸接近这些海岸线并遇到浅水时，浪高会通过一个被称为“浅水化”的过程急剧上升。目前的速度将超过全球大部分沿海地区每秒20厘米的阈值。
该研究的作者说:“根据海岸的几何形状和前进的海浪，大多数沿海地区将在一定程度上被淹没和侵蚀。”“与这样的全球影响相比，任何有历史记录的海啸都相形见绌。”
阿比克说，他们计划进行一项后续研究，以模拟全球沿海淹没的程度。这项研究将由美国国家海洋和大气管理局太平洋海洋环境实验室的瓦西里·蒂托夫(Vasily Titov)领导，他是《亚洲海洋大学进展》论文的合著者。
除了Range、Arbic、Moore、Johnson和Titov，该研究的作者还有普林斯顿大学的Alistair Adcroft、加纳大学的Joseph Ansong、惠灵顿维多利亚大学的Christopher Hollis、密歇根大学的Jeroen Ritsema、PALEOMAP项目的Christopher Scotese以及NOAA地球物理流体动力学实验室和大学大气研究公司的He Wang。
资金由国家科学基金会和密歇根大学副教授支持基金提供，该基金由玛格丽特和赫尔曼索科尔教员奖支持。MOM6的模拟是在密歇根大学高级研究计算技术服务中心提供的Flux超级计算机上进行的。
