超级计算机模拟小行星毁灭恐龙的影响

大约6600万年前，一颗小行星撞上了现代墨西哥东海岸的地球，导致地球上多达四分之三的动植物物种灭绝-包括恐龙。现在，一组配备了超级计算机的研究人员成功地模拟了整个事件，揭示了撞击导致生命大规模灭绝的原因。

这些模拟是由伦敦帝国理工学院的科学家使用惠普企业公司提供的高性能计算(HPC)设备进行的。这项研究的重点是建立尽可能精确的撞击角度和轨迹，这反过来可以帮助准确地确定小行星的撞击如何影响周围环境。

考虑了不同的撞击角度和速度，并将每个角度和速度的3D模拟输入超级计算机。然后将这些模拟与在撞击发生的墨西哥尤卡坦半岛110英里宽的希克苏鲁布陨石坑中观察到的地球物理特征进行了比较。

与奇克苏鲁布陨石坑结构最一致的模拟结果显示，撞击角约为60度。这样一次撞击的威力相当于100亿颗广岛原子弹，而这个特殊的角度意味着岩石和沉积物几乎对称地被抛出。

反过来，这又导致了更多的气候变化气体被释放，其中包括数十亿吨阻挡太阳的硫磺。剩下的就是历史了：大火、飓风、海啸和地震撼动了地球，大多数物种从地球表面消失了。

研究论文称，最初认为小行星以90度角撞击希克苏鲁布，但不太可能发生近乎垂直的撞击。然而，对于恐龙来说，直接撞击可能是一种更好的情况：科学家们现在诊断出的角度构成了撞击致命性的最坏情况，他们写道，因为它最大限度地增加了岩石的喷射，从而产生了气体。

研究人员在得出结论之前进行了近300次3D模拟，结果由位于莱斯特大学的HPE Apollo 6000 Gen10超级计算机处理。这个14000核的系统由英特尔的Skylake芯片驱动，由一台6TB的服务器支持，以适应大规模的内存计算。

阿波罗6000被部署到这所大学，作为一项名为DIRAC(使用先进计算的分布式研究)的倡议的一部分，该倡议为科学技术研究中的模拟和大规模数据分析提供高性能计算。

来自莱斯特大学的狄拉克导演马克·威尔金森(Mark Wilkinson)说：当你研究像陨石坑形成这样的复杂问题时，一个关键的挑战是你必须考虑的变量的数量。

到目前为止，DiRAC已经为这个项目提供了大约200万小时的核心计算时间，很高兴看到他们已经有了如此令人兴奋的新发现。

由于计算的限制，以前对小行星撞击的大多数模拟都被限制在两个维度上--这只允许研究正面撞击。使用HPE的超级计算机，该团队能够更容易地运行倾斜撞击的3D模拟，尽管这项任务对计算的要求要高得多。

虽然事件的一些3D模拟确实已经存在，但它们仅限于撞击后的前几秒钟。这样的模型关注的是希克苏鲁布陨石坑在撞击后的瞬间是如何增长的，以及气体和尘埃的瞬间喷发。然而，狄拉克的高性能计算设施让研究小组对撞击过程有了更全面的了解，从小行星撞击地面的那一刻起，一直到最终陨石坑的形成。

该模型展示了陨石坑底部是如何被抬升的，几分钟后突然坍塌，并为该遗址的创建提供了新的见解。峰环是陨石坑中心的一圈山脉。

奇克苏鲁布陨石坑是地球上唯一保存完好的峰环陨石坑，但在其他行星和卫星上观察到类似类型的撞击是很常见的。因此，研究小组的发现，以及在阿波罗6000上进行更多模拟的能力，可能会为更好地了解其他行星表面铺平道路。

狄拉克向英国各机构部署高性能计算服务，以推进天体物理、粒子物理、宇宙学和核物理方面的研究。从模拟引力波到行星形成，该组织提供的超级计算机帮助研究团队处理大量数据。

例如，莱斯特大学(University Of Leicester)的阿波罗6000(Apollo 6000)目前也在帮助一组科学家了解气云中的数十亿粒子是如何从气体变成恒星的。