Vsi vemo, da je napad z asteroidom izničil dinozavre, kajne? Številni dokazi kažejo, da je imel dogodek Chicxulub grozne posledice za dinozavre. Je pa slika nekoliko bolj zapletena od tega. K izumrtju je morda pripomogla izjemna vulkanska aktivnost.
Ob koncu krede, pred približno 66 milijoni let, so dinozavri izumrli. In ne samo dinozavrov; približno 75% vseh rastlin in živali je izumrlo. Preživeli so ptičji dinozavri.
Hkrati se je na današnji zemeljski polotok Jukatan v današnji Mehiki zaletel ogromen asteroid ali komet. Zaradi strukture zgradbe in vrste kamnine na mestu udarca je atmosfero z vodno paro in s posebno dolgotrajnim prahom poimenoval udarec Chicxulub.
Lahko je sklepati, da je Chicxulub povzročil izumrtje. Obstaja veliko dokazov izven samega mesta udarca.
Najprej se izumrtje imenuje kredno-paleogena izumrtje (izumrtje K-Pg), ker je označevalo konec kredne dobe in začetek paleogenega obdobja. (Imenujejo ga tudi kredno-terciarno izumrtje (K-T izumrtje.)
Geološki zapis vsebuje plast usedlin iz 66 milijonov let, ki se imenuje meja K-Pg. Meja K-Pg je prisotna tako v morskih kot kopenskih skalah po vsem svetu. Vsebuje veliko kovinskega iridija, ki je na Zemlji redek, a veliko v asteroidih. Zaključek je, da se je udar Chicxulub širil iridij v ozračje po vsem svetu, njegov geolog, ki je zdaj ohranjen v Zemlji, pa je nekakšna puška za kajenje.
A vse več je dokazov, da so vulkanski izbruhi prispevali k množičnemu izumrtju pred 66 milijoni let in da dokazi prihajajo iz kamnine, imenovane Deccan pasti. Nova študija krepi povezavo med izumrtjem K-Pg in vulkansko dejavnostjo, ki je povzročila pasti Deccan.
Deccan pasti je regija v Indiji, znana kot velika magnetna pokrajina. To je ena največjih vulkanskih značilnosti na Zemlji. Pasti so večplastne bazaltske lave in vse skupaj so debele več kot 2 km. Paste Deccan pokrivajo območje 500.000 km. kvadratnih metrov (200.000 mi. kvadratnih metrov), čeprav so naenkrat pokrili kar 1,5 milijona kvadratnih kilometrov. (600.000 mi. Kvadratnih metrov) Prostornina lave je milijon kubičnih km (200.000 kubičnih milj.)
Ime "Pasti" izvira iz švedske besede "trappa", ki pomeni stopnice. Nanaša se na korak podobno strukturo v pokrajini regije.
Vendar je teh pasti več kot rock. Količina vulkanske aktivnosti, potrebna za ustvarjanje pasti Deccan, bi ozračje onesnažila s strupenimi plini. Zdaj sta dva geoznanca z univerze Princeton vzpostavila močnejšo povezavo med padavinami Deccan in izumrtjem K-Pg s prvo časovnico z visoko ločljivostjo za izbruhe, ki so ustvarili indijske pasti Deccan. Njihove raziskave se pojavljajo v 22. februarju številke Science.
Znanstvenika sta Blair Schoene in Gerta Keller z univerze Princeton. Za to študijo so vodili mednarodno ekipo, ki je poskušala natančneje kot doslej datirati različne sloje Deccan pasti.
"Vsi so slišali, da so dinozavri umrli zaradi asteroida, ki je prizadel Zemljo," je dejal Schoene, izredni profesor za geoznanosti. "Veliko ljudi se ne zaveda, da je bilo v zadnjih 500 milijonih let množično množično izumrtje in mnogi od njih sovpadajo z velikimi vulkanskimi izlivi" iz množičnih vulkanov, imenovanih poplavni bazalti ali velike magnetne pokrajine.
To ni prvič, da so bile pasti vpletene v izumrtje K-Pg. Toda natančnost v tej novi študiji vodi poanto.
Prizadevanje za današnje geološke formacije se imenuje geohronologija. Geohronologija uporablja lastne lastnosti samih kamnin, da ugotovi njihovo starost, običajno se zanašajo na razmerja izotopov in radioaktivno razpadanje.
Najbolj znana tehnika geohronologije, ponavadi imenovana datiranje ogljika, uporablja stopnjo razpadanja radioaktivnega ogljika-14, da bi našel starost fosilov. Toda ogljično datiranje deluje samo za živo tkivo, staro nekaj tisoč let, zaradi česar je uporabno za arheologijo, ne pa tudi za 66 milijonov let star bazalt.
Za kamnine iz obdobja množičnega izumrtja imajo geoznanstveniki nekaj izbire naravno radioaktivnih materialov. Uronsko-svinčena geohronologija daje zelo natančno starost, vendar minerali, ki vsebujejo uran, redko pojavljajo v bazaltu, kamnini, ki tvori ogromne tokove lave v Deccan pasti. Cirkonat, ki nosi uran, je še ena metoda datiranja starodavnih kamnin, vendar ga pogosteje najdemo v eksplozivnih izbruhih vulkanov Mount St. Helens, ki imajo kemijo, bogato s kremenom.
Glede na te omejitve zmenkov je bila ekipa znanstvenikov previdna pri napovedovanju uspeha. Nikoli niso predvidevali, da bo njihovo prvo potovanje v Deccan pasti prineslo njihove rezultate.
"Mislim, da nihče od nas ni predvideval, da bo naše prvo potovanje v pasti Deccan povzročilo vrsto podatkovnih zbirk, ki smo jih lahko izdelali," je dejal Mike Eddy iz razreda 2011, zdaj podoktorski znanstveni sodelavec na področju geoznanosti in soavtorja na Znanost papir.
A so imeli srečo.
Znanstveniki so v svojih prvih dneh v Dekanovih pastah zbrali vzorce tako imenovanih grobozrnatih bazaltov. Basalt je najpogostejša vrsta vulkanske kamnine na Zemlji. Iskali so vzorce, ki vsebujejo minerale, ki vsebujejo uran, saj je radioaktivno razpadanje urana ena temeljna metoda geohronologije. Sprva niso našli nobenega, ker so takšne kamnine redke v formacijah, kot so Deccan pasti in pogostejše v vulkanskem pepelu.
Toda po nekaj dneh so našli vrsto kamnin, bogatih s kremenom, ki so jih iskali.
"Med prvim tednom v Indiji smo med dvema bazaltnima pretokoma našli ležišče pepela z visokim silicijevim dioksidom. Raziskovalci so vedeli, da lahko vulkanski pepel, bogat s silicijem, zlahka vsebuje drobne kristale cirkona, ki ohranjajo radioaktivni uran. "Pravi preboj je prišel dan ali dva pozneje, ko je Blair spoznal, da so fosilna tla morda tudi zbrala to vrsto pepela v majhnih količinah," je dejal Eddy.
Tako je ekipa spremenila fokus. Namesto tega so iskali usedline pepela med bazaltnimi tokovi in iskali radioaktivni uran znotraj cirkona, ki ga vsebuje pepel. Uran naredi cirkon in s tem tudi pepelne plasti, ki jih je enostavno datirati. S seznama plasti pepela nad in pod tokom lave bi lahko natančneje podali datum same lave in datum izbruha.
Skupina je preživela tri terenske sezone v provinci Deccan in poslala vzorce s 141 krajev nazaj v laboratorij na Princetonu. 24 vzorcev je imelo tisto, kar je ekipa potrebovala: uran, ki vsebuje kristale cirkona. Analiza vzorcev je pokazala, da so pasti Deccan nastale s štirimi različnimi impulzi izbruha. In vsak od teh impulzov je za dinozavre in za večino drugih življenjskih oblik na Zemlji takrat zapisal smrt.
Vsakič, ko vulkan izbruhne, spremeni atmosfero. Ogromne količine žvepla in ogljikovega dioksida se izločijo v ozračje zaradi njihove dolgotrajne sekvestracije znotraj kamnin. Žveplo ima kratkotrajen hladilni učinek na ozračje, medtem ko ima ogljikov dioksid dolgoročni učinek segrevanja. Obe kombinaciji lahko privede do nihanja divjega podnebja.
"To lahko privede do podnebnih sprememb med toplimi in hladnimi obdobji, ki resnično otežujejo življenje na Zemlji," je dejal Schoene. A da bi bolj jasno vedeli, kako bi te izbruhi vplivali na življenje na Zemlji, so morali pravilno določiti čas. Masovna količina CO2 bo imela, če ga v sto let vbrizgamo v atmosfero, zelo drugačen učinek, kot če bi vbrizgali milijon let.
Od štirih impulzov izbruha, ki so jih znanstveniki identificirali, sta se dva zgodila pred množičnimi izumrtji. Drugo od teh dveh se je začelo le nekaj deset tisoč let pred Chicxulub udarcem, kar je skoraj v istem trenutku v geološkem smislu. "Prva dva impulza ... ustrezata obdobju, v katerem je podnebje nihalo od hladnega do vročega do hladnega in mnogi znanstveniki menijo, da je to kazalo na prvotno motnjo klime, ki je morda prispevala k množičnemu izumrtju," je dejal Schoene. "Naši podatki kažejo, da bi morda drugi impulz lahko igral pomembno vlogo pri samem izumrtju, ker se je zgodil tik pred njim."
"Vulkanizem deccan je najverjetnejši vzrok množičnega izumrtja dinozavrov," je dejala Gerta Keller. "Vpliv Chicxulub je morda prispeval k njihovi smrti, čeprav časovni in okoljski učinki tega učinka še niso določeni."
Druga nedavna študija, objavljena v isti številki Science, je uporabila drugačno metodo, da je določila Deccanove pasti in prišla do različnih datumov. Ta študija je zaključila, da ni bilo štirih različnih vulkanskih impulzov, ki jih je ugotovila raziskava Princeton, in da je več kot 90% obsega Dekanijevih pasti izbruhnilo v manj kot milijon letih. Ugotovilo je tudi, da se je približno 75% zgodilo po izumrtju K-Pg in da so se podnebne spremembe na koncu krede sovpadale z najmanjšimi fazami izbruhov v Deccan pasti. V tem primeru vulkanstvo Deccan Trap ne bi moglo povzročiti izumrtja.
Drugi znanstveniki, ki se zavedajo narave vpliva na razpravo o vulkanu, ki je del te študije, so v svojih sklepih bolj previdni.
"Na splošno mislim, da je ta članek pomemben in zanimiv," je dejal Pincelli Hull, docent za geologijo in geofiziko na Yaleu, ki ni bil vključen v to raziskovanje in je zagovarjal vlogo vulkana pri množičnem izumrtju. "Papir je velik napredek pri določanju izbruhov [Deccan pasti], toda kako je to povezano s časom izstreljevanja, je še vedno glavno vprašanje, ki ga je treba rešiti, da bi natančno ugotovili, kakšne so bile pomembne vloge vulkanizma in vpliva."
Redko je, da ena študija v dolgem sklopu študij zastavlja znanstveno razpravo in ta ni nič drugačna. Znanost napreduje, ko so znanstveniki boljši pri merjenju in razmišljanju o njih. To ne bo konec razprave.
Mogoče je bil potreben en dva udarca, da je povzročil izumrtje K-Pg. Dinozavre je morda podrl Chicxulub in na poti nazaj, nato pa jih za vedno uničil vulkan. Ali pa je morda celo bolj zapleteno od tega.
Študija iz leta 2016 kaže, da so vrste dinozavrov že izumrle milijone let pred izumrtjem K-Pg in da nove vrste niso bile videti, da bi jih nadomestile. Obenem so vrste sesalcev postale bolj raznolike in morda boljše, da se prilagodijo spremembam, ki jih povzročajo vulkanska aktivnost in vpliv Chicxulub. Mogoče evolucijsko gledano so dinozavri vodili svoj potek, udarci in vulkani pa so bili le vzklik.
In morda nikoli ne bomo vedeli zagotovo.
Viri:
- Sporočilo za javnost: Ali so vulkani ubili dinozavre? Novi dokazi kažejo na „morda.
- Raziskovalni članek: Omejitve U-Pb za pulzno izbruh pasti Deccan po masnem izumrtju končne krede
- Raziskovalni članek: eruptivni tempo vulkanske dekanije glede na mejo krede-paleogene
- Raziskovalni članek: Dinozavri v zatonu desetine milijonov let pred dokončnim izumrtjem
