Όλοι γνωρίζουν ότι ένας αστεροειδής χτύπημα εξάλειψε τους δεινόσαυρους, σωστά; Πολλά αποδεικτικά στοιχεία δείχνουν ότι το γεγονός σύγκρουσης Chicxulub είχε τρομερές συνέπειες για τους δεινόσαυρους. Αλλά η εικόνα είναι λίγο πιο περίπλοκη από αυτήν. Η ακραία ηφαιστειακή δραστηριότητα μπορεί να συνέβαλε στην εξαφάνιση.
Στο τέλος της κρητιδικής περιόδου, πριν από περίπου 66 εκατομμύρια χρόνια, οι δεινόσαυροι εξαφανίστηκαν. Και όχι μόνο οι δεινόσαυροι. περίπου το 75% όλων των φυτών και των ζώων εξαφανίστηκαν. Οι δεινόσαυροι των πτηνών επέζησαν.
Ταυτόχρονα, ένας τεράστιος αστεροειδής ή κομήτης χτύπησε στη χερσόνησο Γιουκατάν της Γης, στο σημερινό Μεξικό. Ονομάστηκε γεγονός σύγκρουσης Chicxulub, θόλωσε την ατμόσφαιρα με υδρατμούς και με σκόνη ιδιαίτερα μεγάλης διάρκειας, λόγω της δομής και του τύπου του βράχου στο σημείο πρόσκρουσης.
Ήταν εύκολο να συμπεράνουμε ότι το Chicxulub προκάλεσε την εξαφάνιση. Υπάρχουν πολλά στοιχεία πέρα από τον ίδιο τον ιστότοπο επιπτώσεων.
Πρώτα απ 'όλα, η ίδια η εξαφάνιση ονομάζεται εξαφάνιση κρητιδικών-παλαιογενών (εξαφάνιση K-Pg), διότι σηματοδότησε το τέλος της κρητιδικής εποχής και την αρχή της παλαιογενούς περιόδου. (Ονομάζεται επίσης Κρητιδική-Τριτογενής εξαφάνιση (εξαφάνιση K-T.)
Το γεωλογικό ρεκόρ περιέχει ένα στρώμα ιζημάτων από 66 εκατομμύρια χρόνια που ονομάζεται όριο K-Pg. Το όριο K-Pg υπάρχει τόσο σε θαλάσσια όσο και σε χερσαία βράχια σε όλο τον κόσμο. Περιέχει πολλά μεταλλικά ιρίδια, τα οποία είναι σπάνια στη Γη, αλλά είναι άφθονα σε αστεροειδείς. Το συμπέρασμα είναι ότι ο αντίκτυπος του Chicxulub εξαπλώνει το ιρίδιο στην ατμόσφαιρα παγκοσμίως, και τώρα διατηρείται στη γεωλογία της Γης, ένα είδος πυροβόλου καπνίσματος για την εκδήλωση σύγκρουσης.
Ωστόσο, υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις ότι οι ηφαιστειακές εκρήξεις συνέβαλαν στη μαζική εξαφάνιση πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια και ότι τα στοιχεία προέρχονται από έναν σχηματισμό βράχου που ονομάζεται Deccan Traps. Μια νέα μελέτη ενισχύει τη σχέση μεταξύ της εξαφάνισης K-Pg και της ηφαιστειακής δραστηριότητας που προκάλεσε τις παγίδες Deccan.
Οι Deccan Traps είναι μια περιοχή στην Ινδία γνωστή ως μια μεγάλη πυριγενής επαρχία. Είναι ένα από τα μεγαλύτερα ηφαιστειακά χαρακτηριστικά στη Γη. Οι παγίδες είναι πολλαπλά στρώματα βασαλικής λάβας και όλα μαζί έχουν πάχος άνω των 2 χιλιομέτρων. Οι Deccan Traps καλύπτουν έκταση 500.000 km. τετραγωνικά (200.000 μίλια τετραγωνικά), αν και ταυτόχρονα κάλυπταν έως και 1,5 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα. (600.000 μίλια τετρ.) Ο όγκος της λάβας είναι 1 εκατομμύριο κυβικά χιλιόμετρα (200.000 κυβικά μίλια.)
Το όνομα "Traps" προέρχεται από τη σουηδική λέξη "trappa" που σημαίνει σκάλες. Αναφέρεται στη σκαλοειδή δομή στο τοπίο της περιοχής.
Υπάρχουν περισσότερα σε αυτά τα Traps παρά το rock. Το ποσό της ηφαιστειακής δραστηριότητας που απαιτείται για τη δημιουργία των παγίδων Deccan θα είχε μολύνει την ατμόσφαιρα με δηλητηριώδη αέρια. Τώρα δύο γεωεπιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον έχουν δημιουργήσει έναν ισχυρότερο σύνδεσμο μεταξύ των Deccan Traps και του K-Pg Extinction με το πρώτο χρονοδιάγραμμα υψηλής ανάλυσης για τις εκρήξεις που δημιούργησαν τις Deccan Traps της Ινδίας. Η έρευνά τους εμφανίζεται στο τεύχος της Επιστήμης στις 22 Φεβρουαρίου.
Οι δύο επιστήμονες είναι οι Blair Schoene και Gerta Keller, και οι δύο από το Πανεπιστήμιο του Princeton. Ηγήθηκαν μιας διεθνούς ομάδας για αυτήν τη μελέτη, η οποία προσπάθησε να χρονολογήσει τα διαφορετικά επίπεδα των Deccan Traps με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ.
«Όλοι έχουν ακούσει ότι οι δεινόσαυροι πέθαναν από έναν αστεροειδή που χτύπησε τη Γη», δήλωσε ο Schoene, αναπληρωτής καθηγητής γεωεπιστημών. «Αυτό που πολλοί άνθρωποι δεν συνειδητοποιούν είναι ότι υπήρξαν πολλές άλλες μαζικές εξαφανίσεις τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια, και πολλές από αυτές συμπίπτουν με μεγάλες ηφαιστειακές εκροές» από τα τεράστια ηφαίστεια που είναι γνωστά ως βασάλτες πλημμυρών ή μεγάλες πυριγενείς επαρχίες.
Δεν είναι η πρώτη φορά που οι παγίδες έχουν εμπλακεί στην εξαφάνιση του K-Pg. Όμως, η ακρίβεια σε αυτή τη νέα μελέτη οδηγεί το σημείο στο σπίτι.
Η προσπάθεια μέχρι σήμερα γεωλογικών σχηματισμών ονομάζεται γεωχρονολογία. Η γεωχρονολογία χρησιμοποιεί τα ίδια τα φυσικά χαρακτηριστικά των πετρωμάτων για να βρει την ηλικία τους, βασίζοντας συνήθως σε αναλογίες ισοτόπων και ραδιενεργό διάσπαση για να το κάνει.
Η πιο διάσημη τεχνική γεωχρονικής, συνήθως ονομάζεται χρονολόγηση άνθρακα, χρησιμοποιεί τον ρυθμό αποσύνθεσης του ραδιενεργού άνθρακα-14 για να βρει τα απολιθώματα. Όμως, η χρονολόγηση άνθρακα λειτουργεί μόνο για ζωντανούς ιστούς ηλικίας μερικών χιλιάδων ετών, καθιστώντας το χρήσιμο για την αρχαιολογία αλλά όχι για βασάλτη 66 εκατομμυρίων ετών.
Για πετρώματα από την εποχή της μαζικής εξαφάνισης, οι γεωεπιστήμονες έχουν μερικές επιλογές από φυσικά ραδιενεργά υλικά. Η γεωχρονολογία με μόλυβδο ουρανίου αποδίδει πολύ ακριβείς ηλικίες, αλλά ορυκτά που περιέχουν ουράνιο εμφανίζονται σπάνια στο βασάλτη, ο βράχος που αποτελεί τη μαζική ροή λάβας στις παγίδες Deccan. Το ζιργκόν που φέρει ουράνιο είναι μια άλλη μέθοδος γνωριμίας με τον αρχαίο βράχο, αλλά απαντάται συχνότερα σε εκρηκτικές εκρήξεις από ηφαίστεια τύπου Mount St. Helens, τα οποία έχουν μια πιο πλούσια σε διοξείδιο του πυριτίου χημεία.
Έχοντας κατά νου αυτούς τους περιορισμούς γνωριμιών, η ομάδα των επιστημόνων ήταν προσεκτική για την πρόβλεψη της επιτυχίας. Ποτέ δεν περίμεναν ότι το πρώτο τους ταξίδι στις Deccan Traps θα απέφερε τα αποτελέσματα που έκαναν.
«Δεν νομίζω ότι κανένας από εμάς περίμενε ότι το πρώτο μας ταξίδι στις παγίδες Deccan θα οδηγούσε στον τύπο συνόλου δεδομένων που μπορέσαμε να παράγουμε», δήλωσε ο Mike Eddy της τάξης του 2011, τώρα μεταδιδακτορικός ερευνητικός συνεργάτης στις γεωεπιστήμες και συν-συγγραφέας στο Επιστήμη χαρτί.
Αλλά έγιναν τυχεροί.
Τις πρώτες μέρες τους στις παγίδες Deccan, οι επιστήμονες συγκέντρωσαν δείγματα από αυτά που λέγονται χονδροειδείς βασάλτες. Το βασαλτικό είναι ο πιο κοινός τύπος ηφαιστειακού βράχου στη Γη. Έψαχναν δείγματα που περιέχουν ορυκτά που φέρουν ουράνιο, επειδή η ραδιενεργή διάσπαση του ουρανίου είναι μια μέθοδος αναφοράς της γεωχρονολογίας. Στην αρχή δεν βρήκαν κανένα, γιατί τέτοια βράχια είναι σπάνια σε σχηματισμούς όπως οι παγίδες Deccan και πιο συχνές στην ηφαιστειακή τέφρα.
Αλλά μετά από λίγες μέρες, βρήκαν τον τύπο των πλούσιων σε πυρίτιο βράχων που έψαχναν.
«Κατά τη διάρκεια της πρώτης εβδομάδας μας στην Ινδία, βρήκαμε ένα κρεβάτι με τέφρα υψηλής πυριτίας ανάμεσα σε δύο βασάλτες, και έστρεψε τα εργαλεία μας», είπε ο Eddy. Οι ερευνητές γνώριζαν ότι η πλούσια σε σίλικα ηφαιστειακή τέφρα θα μπορούσε εύκολα να περιέχει τους μικροσκοπικούς κρυστάλλους ζιρκονίου που διατηρούν το ραδιενεργό ουράνιο. «Η πραγματική ανακάλυψη ήρθε μια ή δύο μέρες αργότερα, όταν ο Μπλερ συνειδητοποίησε ότι τα ορυκτά εδάφη μπορεί επίσης να έχουν συλλέξει αυτόν τον τύπο τέφρας σε μικρές ποσότητες», δήλωσε ο Έντυ.
Έτσι η ομάδα άλλαξε την εστίασή της. Αντ 'αυτού, έψαχναν τα αποθέματα τέφρας μεταξύ των βασαλτικών ροών, αναζητώντας το ραδιενεργό ουράνιο μέσα στο ζιργκόν, που περιέχεται στην τέφρα. Το ουράνιο καθιστά το ζιργκόν, και ως εκ τούτου τα στρώματα τέφρας, εύκολο στην ημερομηνία. Με τη χρονολόγηση των στρωμάτων τέφρας πάνω και κάτω από μια ροή λάβας, θα μπορούσαν να χρονολογήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την ίδια τη λάβα και την ημερομηνία έκρηξης.
Η ομάδα πέρασε τρεις αγωνιστικές σεζόν στην επαρχία του Deccan και έστειλε δείγματα από 141 τοποθεσίες πίσω στο εργαστήριο του Princeton. 24 από τα δείγματα κρατούσαν αυτό που χρειαζόταν η ομάδα: κρύσταλλοι ζιρκονίου που φέρουν ουράνιο. Η ανάλυση των δειγμάτων έδειξε ότι οι παγίδες Deccan δημιουργήθηκαν από τέσσερις ξεχωριστούς παλμούς έκρηξης. Και ο καθένας από αυτούς τους παλμούς γράφτηκε καταδικασμένος για τους δεινόσαυρους και για τις περισσότερες από τις άλλες μορφές ζωής στη Γη εκείνη την εποχή.
Κάθε φορά που εκρήγνυται ένα ηφαίστειο, αλλάζει την ατμόσφαιρα. Τεράστιες ποσότητες θείου και διοξειδίου του άνθρακα εκτοξεύονται στην ατμόσφαιρα από τη μακροχρόνια δέσμευσή τους μέσα στα βράχια. Το θείο έχει βραχυπρόθεσμη επίδραση ψύξης στην ατμόσφαιρα, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα έχει μακροχρόνιο φαινόμενο θέρμανσης. Οι δύο συνδυασμοί μπορούν να οδηγήσουν σε άγριες κλιματικές μεταβολές.
«Αυτά μπορεί να οδηγήσουν σε κλιματικές εναλλαγές μεταξύ ζεστών και κρύων περιόδων που το καθιστούν πραγματικά δύσκολο για τη ζωή στη Γη», δήλωσε ο Schoene. Αλλά για να γνωρίζουν με μεγαλύτερη σαφήνεια πώς αυτές οι εκρήξεις θα επηρέαζαν τη ζωή στη Γη, έπρεπε να πάρουν το σωστό χρονοδιάγραμμα. Μια μαζική ποσότητα CO2 θα έχει πολύ διαφορετικό αποτέλεσμα εάν εγχυθεί στην ατμόσφαιρα σε εκατό χρόνια από ό, τι εάν χρειάστηκε ένα εκατομμύριο χρόνια για να εγχυθεί.
Από τους τέσσερις παλμούς έκρηξης που εντόπισαν οι επιστήμονες, δύο από αυτούς πραγματοποιήθηκαν πριν από τις μαζικές εξαφανίσεις. Το δεύτερο από αυτά τα δύο ξεκίνησε μόλις δεκάδες χιλιάδες χρόνια πριν από την επίδραση του Chicxulub, η οποία είναι σχεδόν ταυτόχρονα από γεωλογική άποψη. «Οι δύο πρώτοι παλμοί… αντιστοιχούν σε μια χρονική περίοδο όπου το κλίμα κυμαίνεται από κρύο σε ζεστό σε κρύο και πάλι, και πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό έδειξε μια αρχική διαταραχή του κλίματος που μπορεί να συνέβαλε στο γεγονός μαζικής εξαφάνισης», δήλωσε ο Schoene. "Τα δεδομένα μας δείχνουν ότι ίσως ο δεύτερος παλμός θα μπορούσε να είχε διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην εξαφάνιση, γιατί συνέβη ακριβώς πριν."
«Ο ηφαιστειακός Deccan είναι η πιο πιθανή αιτία μαζικής εξαφάνισης των δεινοσαύρων», δήλωσε η Gerta Keller. «Το αντίκτυπο Chicxulub μπορεί να συνέβαλε στην κατάρρευσή τους, αν και οι χρονικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις αυτού του αντικτύπου δεν έχουν ακόμη καθοριστεί.»
Μια άλλη πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο ίδιο τεύχος της Επιστήμης χρησιμοποίησε μια διαφορετική μέθοδο για την ημερομηνία των Deccan Traps και κατέληξε σε διαφορετικές ημερομηνίες. Αυτή η μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι δεν υπήρχαν τέσσερις ξεχωριστοί ηφαιστειακοί παλμοί που εντόπισε η μελέτη Princeton και ότι πάνω από το 90% του όγκου των Deccan Traps ξέσπασε σε λιγότερο από 1 εκατομμύριο χρόνια. Κατέληξε επίσης στο συμπέρασμα ότι περίπου το 75% συνέβη μετά την εξαφάνιση του K-Pg και ότι η αλλαγή του κλίματος στο τέλος του κρητιδικού συμπτώματος συνέπεσε με τις μικρότερες φάσεις εκρήξεων στις παγίδες Deccan. Εάν ναι, ο ηφαιστειακός εξοπλισμός του Deccan Trap δεν θα μπορούσε να προκαλέσει την εξαφάνιση.
Άλλοι επιστήμονες, που γνωρίζουν τη φύση της συζήτησης έναντι του ηφαιστείου που αποτελεί μέρος αυτής της μελέτης, είναι πιο προσεκτικοί στα συμπεράσματά τους.
«Γενικά, νομίζω ότι αυτό το άρθρο είναι σημαντικό και ενδιαφέρον», δήλωσε ο Pincelli Hull, επίκουρος καθηγητής γεωλογίας και γεωφυσικής στο Yale, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτήν την έρευνα και ο οποίος έχει υποστηρίξει τον ρόλο του ηφαιστείου στη μαζική εξαφάνιση. "Το έγγραφο είναι μια τεράστια πρόοδος στο χρονοδιάγραμμα των εκρήξεων [Deccan Traps], αλλά πώς σχετίζεται με το χρονοδιάγραμμα της εξάτμισης εξακολουθεί να είναι ένα μείζον ζήτημα που πρέπει να επιλυθεί για να καταλάβουμε ακριβώς ποιοι ήταν οι σχετικοί ρόλοι του ηφαιστειακού και του αντίκτυπου."
Σπάνια μια μελέτη σε μια μακρά σειρά μελετών θέτει μια επιστημονική συζήτηση στο κρεβάτι, και αυτή δεν διαφέρει. Η επιστήμη εξελίσσεται καθώς οι επιστήμονες γίνονται καλύτεροι στη μέτρηση των πραγμάτων και στη σκέψη τους. Αυτό δεν θα είναι το τέλος της συζήτησης.
Ίσως πήρε ένα-δύο γροθιά για να προκαλέσει την εξαφάνιση K-Pg. Οι δεινόσαυροι μπορεί να έχουν καταρρεύσει από την επίδραση του Chicxulub και στο δρόμο τους προς τα πίσω, και στη συνέχεια έπεσαν για τα καλά από τα ηφαίστεια. Ή μπορεί να είναι ακόμη πιο περίπλοκο από αυτό.
Μια μελέτη του 2016 δείχνει ότι τα είδη δεινοσαύρων είχαν ήδη εξαφανιστεί εκατομμύρια χρόνια πριν από την εξαφάνιση του K-Pg και ότι τα νέα είδη δεν φαινόταν να τα αντικαταστήσουν. Ταυτόχρονα, τα είδη θηλαστικών γίνονταν πιο ποικίλα και ίσως ήταν καλύτερα σε θέση να προσαρμοστούν στις αλλαγές που προκαλούνται από την ηφαιστειακή δραστηριότητα και τις επιπτώσεις του Chicxulub. Ίσως εξελικτικά, οι δεινόσαυροι έτρεξαν την πορεία τους, και οι επιπτώσεις και τα ηφαίστεια ήταν απλώς το θαυμαστικό.
Και ίσως δεν θα ξέρουμε ποτέ σίγουρα.
Πηγές:
- Δελτίο Τύπου: Τα ηφαίστεια σκότωσαν τους δεινόσαυρους; Τα νέα στοιχεία δείχνουν «ίσως.
- Ερευνητικό έγγραφο: Περιορισμοί U-Pb στην παλμική έκρηξη των παγίδων Deccan κατά μήκος της τελικής κρητιδικής εξαφάνισης
- Ερευνητικό έγγραφο: Ο εκρηκτικός ρυθμός του ηφαιστειακού Deccan σε σχέση με το όριο Κρητιδικών-Παλαιογενών
- Ερευνητικό έγγραφο: Οι δεινόσαυροι μειώνονται δεκάδες εκατομμύρια χρόνια πριν από την τελική τους εξαφάνιση
