Každý vie, že asteroidný štrajk vymazal dinosaurov, však? Veľa dôkazov ukazuje, že dopadová udalosť Chicxulub mala na dinosaurov hrozné následky. Obraz je však o niečo zložitejší. K zániku môže prispieť extrémna vulkanická aktivita.
Na konci kriedového obdobia, asi pred 66 miliónmi rokov, dinosaury zanikli. A nielen dinosaury; asi 75% všetkých rastlín a zvierat zaniklo. Vtáčie dinosaury prežili.
Súčasný masívny asteroid alebo kométa narazila na zemský polostrov Yucatán v dnešnom Mexiku. Nazýva sa nárazová udalosť Chicxulub a kvôli štruktúre a typu horniny v mieste nárazu zakalila atmosféru vodnými parami a obzvlášť dlhotrvajúcim prachom.
Bolo ľahké vyvodiť záver, že Chicxulub vyhynul. Okrem samotného miesta dopadu existuje veľa dôkazov.
Po prvé, samotné vyhynutie sa nazýva kriedovo-paleogénne vyhynutie (K-Pg vyhynutie), pretože to znamenalo koniec kriedovej éry a začiatok obdobia paleogénu. (Nazýva sa to aj kriedovo-terciárne vyhynutie (K-T vyhynutie).)
Geologický záznam obsahuje sedimentovú vrstvu spred 66 miliónov rokov, ktorá sa nazýva hranica K-Pg. Hranica K-Pg je prítomná v morských aj pozemských horninách po celom svete. Obsahuje veľa kovového irídia, ktoré je na Zemi vzácne, ale v asteroidoch je hojné. Záver je taký, že dopad Chicxulubu rozšíril irídium do atmosféry po celom svete a jeho teraz zachované v geológii Zeme, akýsi fajčiarsky strelec pre nárazovú udalosť.
Narastajú však dôkazy o tom, že vulkanické erupcie prispeli k hromadnému vyhynutiu pred 66 miliónmi rokov a že tieto dôkazy pochádzajú z skalného útvaru zvaného Deccan Traps. Nová štúdia posilňuje spojenie medzi zánikom K-Pg a sopečnou aktivitou, ktorá spôsobila pasce Deccan.
Deccan Traps je región v Indii známy ako veľká vyvrelá provincia. Je to jedna z najväčších sopečných funkcií na Zemi. Pasce sú viacvrstvové čadičové lávy a všetky sú hrubé viac ako 2 km. Trasy Deccan majú rozlohu 500 000 km. štvorcových (200 000 míľ štvorcových), aj keď narazili až 1,5 milióna km 2. (600 000 míľ štvorcových) Objem lávy je 1 milión kubických kilometrov (200 000 kubických míľ.)
Názov „pasce“ pochádza zo švédskeho slova „trappa“, čo znamená schody. Vzťahuje sa na stupňovitú štruktúru krajiny v krajine.
Na tieto pasce je však viac ako rock. Množstvo sopečnej aktivity potrebné na vytvorenie Deccanských pascí by znečistilo atmosféru jedovatými plynmi. Teraz dvaja geovedci z Princetonskej univerzity vytvorili silnejšie spojenie medzi Deccan Traps a K-Pg Extinction s prvou časovou osou s vysokým rozlíšením pre erupcie, ktoré vytvorili indické Deccan Traps. Ich výskum sa objavuje v 22. vydaní Science.
Dvaja vedci sú Blair Schoene a Gerta Keller, obaja z Princetonskej univerzity. Vedú medzinárodný tím pre túto štúdiu, ktorá sa pokúsila presnejšie ako kedykoľvek predtým skúmať rôzne vrstvy Deccanských pascí.
"Každý počul, že dinosaury zomreli na asteroid zasiahnutý Zem," uviedol Schoene, docent geovied. „To, čo si mnohí ľudia neuvedomujú, je to, že za posledných 500 miliónov rokov došlo k mnohým iným masovým vyhynutiam a mnoho z nich sa časovo zhoduje s veľkými sopečnými výlevmi“ z mohutných sopiek známych ako povodňové bazalty alebo veľké vyvrhnuté provincie.
Nie je to prvýkrát, čo boli pasce zapletené do vyhynutia K-Pg. Presnosť v tejto novej štúdii však vedie domov.
Úsilie, ktoré sa doteraz týkalo geologických formácií, sa nazýva geochronológia. Geochronológia používa na zistenie svojho veku vlastné charakteristické črty samotných hornín, pričom sa na to zvyčajne spolieha na pomery izotopov a rádioaktívny rozpad.
Najslávnejšia geochronologická technika, obvykle nazývaná uhlíková rande, používa mieru rozkladu rádioaktívneho uhlíka 14 na zistenie veku fosílií. Zoznamovanie s uhlíkom však funguje iba pre živé tkanivo staré niekoľko tisíc rokov, čo je užitočné pre archeológiu, nie však pre 66 miliónov rokov starý čadič.
Pokiaľ ide o horniny z obdobia masového vyhynutia, geológovia majú na výber z niekoľkých prírodných rádioaktívnych materiálov. Geochronológia s obsahom uránu viedla k veľmi presnému veku, ale minerály obsahujúce urán sa zriedkavo vyskytujú v čadiči, hornine, ktorá tvorí masívne lávové toky v Deccan Trap. Zirkón s obsahom uránu je ďalšou metódou datovania starovekej horniny, častejšie sa však vyskytuje vo výbušných erupciách sopiek typu Mount St. Helens, ktoré majú chémiu bohatšiu na oxid kremičitý.
S ohľadom na tieto obmedzenia dátumové údaje boli vedci opatrní pri predpovedaní úspechu. Nikdy nečakali, že ich prvá cesta do Deccanských pascí prinesie výsledky, ktoré dosiahli.
"Nemyslím si, že by niekto z nás predpokladal, že naša prvá cesta do Deccan Trapov povedie k takému druhu údajov, ktorý sme boli schopní vyrobiť," uviedol Mike Eddy z triedy 2011, teraz postdoktorandský výskumný pracovník v geovedách a spoluautor na veda papiera.
Mali však šťastie.
V prvých dňoch v Deccan Traps vedci zozbierali vzorky tzv. Hrubozrnných bazaltov. Čadič je najbežnejším typom sopečnej horniny na Zemi. Hľadali vzorky obsahujúce uránové minerály, pretože rádioaktívny rozpad uránu je jednou z referenčných metód geochronológie. Spočiatku nenašli žiadne, pretože také horniny sú zriedkavé v útvaroch ako Deccan Traps a častejšie v sopečnom popole.
Po niekoľkých dňoch však našli druh hornin bohatých na oxid kremičitý, ktoré hľadali.
"Počas nášho prvého týždňa v Indii sme našli medzi dvoma čadičovými prúdmi lôžko s vysokým obsahom oxidu kremičitého a obrátili sa naše prevody," uviedol Eddy. Vedci vedeli, že sopečný popol bohatý na oxid kremičitý môže ľahko obsahovať drobné kryštály zirkónu, ktoré zachovávajú rádioaktívny urán. "Skutočný prielom prišiel o deň alebo dva neskôr, keď si Blair uvedomil, že fosílne pôdy môžu tiež zhromažďovať tento druh popola v malom množstve," uviedol Eddy.
Tím zmenil svoje zameranie. Namiesto toho hľadali usadeniny popola medzi čadičovými tokmi a hľadali rádioaktívny urán vo vnútri zirkónu obsiahnutý v popole. Urán robí zirkón, a teda aj popolníkové vrstvy, ľahko zrozumiteľné. Tým, že sa datujú vrstvy popola nad a pod prúdom lávy, mohli presnejšie datovať lávu samotnú a dátum erupcie.
Tím strávil tri polné obdobia v provincii Deccan a poslal vzorky zo 141 miest späť do laboratória v Princetone. 24 vzoriek držalo to, čo tím potreboval: uránové kryštály zirkónu. Analýza vzoriek ukázala, že Deccanove pasce boli vytvorené štyrmi odlišnými erupčnými pulzmi. A každý z týchto pulzov znamenal zánik pre dinosaurov a pre väčšinu ostatných foriem života na Zemi v tom čase.
Zakaždým, keď sopka vypukne, zmení atmosféru. Z ich dlhodobého sekvestrácie vnútri hornín sa do atmosféry šíri obrovské množstvo síry a oxidu uhličitého. Síra má krátkodobý chladiaci účinok na atmosféru, zatiaľ čo oxid uhličitý má dlhodobé otepľovacie účinky. Tieto dve kombinácie môžu viesť k výkyvom divokej klímy.
„To môže viesť k výkyvom klímy medzi teplými a chladnými obdobiami, ktoré sťažujú život na Zemi,“ povedal Schoene. Aby však jasnejšie vedeli, ako by tieto erupcie ovplyvnili život na Zemi, museli správne načasovať. Ak sa vstrekne do atmosféry za sto rokov, bude mať veľké množstvo CO2 veľmi odlišný účinok, ako keby vstreknutie trvalo milión rokov.
Zo štyroch impulzov erupcie, ktoré vedci identifikovali, sa dva z nich odohrali pred hromadným vyhynutím. Druhá z týchto dvoch začala iba desiatky tisíc rokov pred dopadom Chicxulubu, čo je z geologického hľadiska takmer v rovnakom okamihu. "Prvé dva impulzy ... korešpondujú s obdobím, kedy klíma kolísala od studenej k horúcej do studenej znova, a mnohí vedci sa domnievajú, že to naznačovalo počiatočné narušenie klímy, ktoré mohlo prispieť k udalosti hromadného vyhynutia," uviedol Schoene. "Naše údaje ukazujú, že možno druhý impulz mohol hrať dôležitú úlohu v samotnom vyhynutí, pretože sa to stalo tesne pred ním."
„Deccanský vulkanizmus je najpravdepodobnejšou príčinou hromadného vyhynutia dinosaurov,“ uviedla Gerta Keller. „Vplyv Chicxulubu možno prispel k ich zániku, aj keď načasovanie a vplyvy tohto vplyvu na životné prostredie sa ešte musia určiť.“
Ďalšia nedávna štúdia publikovaná v tom istom čísle Science použila do dnešného dňa Deccan Trapy odlišnú metódu a prišla s rôznymi dátumami. Táto štúdia dospela k záveru, že v Princetonovej štúdii neboli štyri zreteľné sopečné impulzy a že za menej ako 1 milión rokov vypuklo viac ako 90% objemu Deccan Traps. Dospela tiež k záveru, že približne 75% z toho sa stalo po zániku K-Pg a že zmena klímy na konci kriedy sa časovo zhodovala s najmenšími fázami erupcie v dekanských pasci. Ak je to tak, vulkánstvo Deccan Trap nemohlo spôsobiť vyhynutie.
Iní vedci, ktorí sú si vedomí povahy dopadu verzus debata o sopke, ktorej súčasťou je táto štúdia, sú vo svojich záveroch obozretnejší.
"Všeobecne si myslím, že tento dokument je významný a zaujímavý," uviedol Pincelli Hull, odborný asistent geológie a geofyziky v Yale, ktorý sa nezúčastnil na tomto výskume a ktorý sa postavil proti úlohe sopky pri hromadnom vyhynutí. "Dokument je obrovským pokrokom v načasovaní erupcií [Deccan Traps], ale ako to súvisí s načasovaním odplynovania, je stále hlavnou otázkou, ktorú je potrebné vyriešiť, aby sme zistili, aké konkrétne úlohy sopečnosti a dopadu boli."
Je zriedkavo, že jedna štúdia v dlhej rade štúdií položí vedeckú debatu a táto nie je iná. Veda postupuje, keď sa vedci zlepšujú pri meraní vecí a pri premýšľaní o nich. Toto nebude koniec diskusie.
Je možné, že spôsobenie vyhynutia K-Pg trvalo jeden až dva údery. Dinosauři mohli byť zrazení nárazom Chicxulubu a na ich ceste späť hore, potom sopkami zbití navždy. Alebo to môže byť ešte zložitejšie.
Štúdia z roku 2016 ukazuje, že druhy dinosaurov vyhynuli už milióny rokov pred vyhynutím K-Pg a že sa neobjavil nový druh, ktorý by ich nahradil. Súčasne sa druhy cicavcov stávali rozmanitejšie a možno lepšie prispôsobené zmenám spôsobeným sopečnou aktivitou a dopadom Chicxulubu. Možno sa evolučne vyvíjali dinosaury a dopad a sopky boli iba výkričníkom.
A možno to nikdy nebudeme vedieť s istotou.
Zdroj:
- Tlačová správa: Zabili sopky dinosaury? Nové dôkazy poukazujú na možno..
- Výskumná kniha: Obmedzenia U-Pb na pulznú erupciu Deccanových pascí cez hromadné vyhynutie kriedy
- Výskumná kniha: Eruptívne tempo dekanského vulkanizmu vo vzťahu k hranici kriedy a paleogénu
- Výskumná štúdia: Dinosauři upadajú desiatky miliónov rokov pred konečným vyhynutím
