Svi znaju da je udar asteroida izbrisao dinosauruse, zar ne? Puno dokaza pokazuje da je utjecaj Chicxulub imao strašne posljedice za dinosauruse. Ali slika je malo složenija od toga. Istrebljenju je možda pridonijela ekstremna vulkanska aktivnost.
Na kraju krede, prije oko 66 milijuna godina, dinosauri su izumrli. I ne samo dinosaura; oko 75% svih biljaka i životinja izumrlo je. Avijski dinosauri preživjeli su.
U isto vrijeme, ogromni asteroid ili kometa zabio se na zemaljski poluotok Jukatan, u današnjem Meksiku. Nazvan događajem udara Chicxulub, on je zamaglio atmosferu vodenom parom i s posebno dugotrajnom prašinom, zbog strukture i vrste stijena na mjestu udara.
Lako je zaključiti da je Chicxulub uzrokovao izumiranje. Mnogo je dokaza izvan samog mjesta utjecaja.
Prije svega, samo izumiranje naziva se kredno-paleogena izumiranje (K-Pg izumiranje), jer je označilo kraj kredne ere i početak paleogenog razdoblja. (Također se naziva i kredno-tercijarno izumiranje (K-T izumiranje).
Geološki zapis sadrži sloj sedimenta prije 66 milijuna godina nazvan granica K-Pg. Granica K-Pg prisutna je u morskim i zemaljskim stijenama širom svijeta. Sadrži puno metalnog iridija, koji je na Zemlji rijedak, ali obiluje asteroidima. Zaključak je da se udar Chicxulub-a proširio iridijumom u atmosferu u svijetu, a njegov je sada sačuvani u geologiji Zemlje, svojevrsni pištolj za pušenje za događaj.
Ali sve je više dokaza da su vulkanske erupcije pridonijele masovnom izumiranju prije 66 milijuna godina, a da dokazi potječu od stijene nazvane Deccan zamke. Nova studija jača vezu između izumiranja K-Pg i vulkanske aktivnosti koja je uzrokovala Dekanove zamke.
Deccan zamke su regija u Indiji poznata kao velika magnetska provincija. To je jedno od najvećih vulkanskih obilježja na Zemlji. Zamke su više slojeva bazaltske lave, a svi zajedno oni su deblji više od 2 km. Zamke Deccan pokrivaju područje od 500 000 km. četvornih (200 000 mil. kv.), iako su odjednom prekrivali čak 1,5 milijuna četvornih kilometara. (600.000 mil. Kv.) Volumen lave je 1 milijun kubnih km (200 000 kubičnih milja.)
Naziv "Zamke" dolazi od švedske riječi "trappa" što znači stepenice. Odnosi se na korak poput strukture u krajoliku regije.
Ipak, tim zamkama ima više od stijena. Količina vulkanske aktivnosti potrebna za stvaranje Dekanovih zamki zagađivala bi atmosferu otrovnim plinovima. Sada su dva geoznanstvenika sa Sveučilišta Princeton povukla jaču vezu između Dekanovih zamki i K-Pg izumiranja s prvom vremenskom trakom visoke rezolucije za erupcije koje su stvorile Indijanske zamke Deccan. Njihova se istraživanja pojavljuju u časopisu Science za 22. veljače.
Dvojica znanstvenika su Blair Schoene i Gerta Keller, obojica sa Sveučilišta Princeton. Vodili su međunarodni tim za ovu studiju, koji je pokušao preciznije dati datum do različitih slojeva Deccan zamki.
"Svi su čuli da su dinosauri umrli od asteroida koji je pogodio Zemlju", rekao je Schoene, izvanredni profesor geoznanosti. "Ono što mnogi ljudi ne shvaćaju jest da je bilo mnogo drugih masovnih izumiranja u posljednjih 500 milijuna godina, a mnogi od njih podudaraju se s velikim vulkanskim izlivima" iz ogromnih vulkana poznatih kao poplavni bazalti ili velike magnetske provincije.
Ovo nije prvi put da su zamke bile upletene u gašenje K-Pg. Ali preciznost u ovom novom istraživanju vodi točku kući.
Napori da se danas uspostave geološke formacije naziva se geohronologija. Geokronologija koristi svojstvene osobine samih stijena kako bi pronašla njihovu starost, obično se oslanjajući na omjere izotopa i radioaktivno propadanje.
Najpoznatija tehnika geohronologije, koja se obično naziva datiranje ugljikom, koristi stopu propadanja radioaktivnog ugljika-14 kako bi pronašla starost fosila. No, datiranje ugljikom djeluje samo na živo tkivo staro nekoliko tisuća godina, što ga čini korisnim za arheologiju, ali ne i za bazalt od 66 milijuna godina.
Za stijene iz vremena masovnog izumiranja, geoznanstvenici imaju nekoliko izbora prirodno radioaktivnih materijala. Geohronologija ulova-olova daje vrlo preciznu dob, ali minerali koji sadrže urani rijetko se javljaju u bazaltu, stijeni koja čini masivne tokove lave u Deccan zamkama. Cirkon koji sadrži uran još je jedna metoda datiranja drevnih stijena, ali se češće nalazi u eksplozivnim erupcijama iz vulkana Mount St. Helensa s kemijom bogatom silicijom.
Imajući na umu ta ograničenja datiranja, tim znanstvenika bio je oprezan u predviđanju uspjeha. Nikada nisu očekivali da će njihovo prvo putovanje u Deccan zamke donijeti rezultate koje su i postigli.
"Mislim da niko od nas nije pretpostavljao da će naše prvo putovanje u Dekanove zamke dovesti do vrste podataka koje smo uspjeli proizvesti", rekao je Mike Eddy iz Klase 2011, koji je sada postdoktorski znanstveni suradnik u geoznanostima. i koautoricom na Znanost papir.
Ali imali su sreće.
U svojih prvih nekoliko dana u Dekanovim zamkama, znanstvenici su prikupili uzorke onoga što se naziva grubozrnati bazalt. Basalt je najčešća vrsta vulkanske stijene na Zemlji. Tražili su uzorke koji sadrže minerale koji sadrže uranij, jer je radioaktivno raspadanje urana jedna od glavnih pokazatelja geohronologije. U početku ih nisu našli, jer su takve stijene rijetke u formacijama poput Dekanovih zamki i češće u vulkanskom pepelu.
No nakon nekoliko dana pronašli su vrstu kamenja bogatih silicijom koje su tražili.
"Tijekom našeg prvog tjedna u Indiji, pronašli smo ležište pepela s visokim silicijevim dioksidom između dva toka bazalta i naša zupčanica se okrenula", rekao je Eddy. Istraživači su znali da vulkanski pepeo bogat silicijem može lako sadržavati sitne kristale cirkona koji čuvaju radioaktivni uranij. "Pravi proboj dogodio se dan ili dva kasnije, kada je Blair shvatio da su fosilna tla također sakupljala ovu vrstu pepela u malim količinama", rekao je Eddy.
Tako je tim promijenio fokus. Umjesto toga, pretraživali su naslage pepela između tokova bazalta i tražile radioaktivni uranij u cirkonu koji se nalazi u pepelu. Uran čini cirkon, a samim tim i slojeve pepela, lako se dobiva. Upoznavanjem slojeva pepela iznad i ispod toka lave mogli bi točnije datirati datum same lave i datum erupcije.
Tim je proveo tri terenske sezone u provinciji Deccan i poslao uzorke sa 141 mjesta natrag u laboratorij na Princetonu. 24 od uzoraka držala su ono što je tim trebalo: kristali cirkona koji sadrže uranijum. Analiza uzoraka pokazala je da su Deccan zamke stvorene pomoću četiri različita impulsa erupcije. A svaki od tih impulsa napisao je propast za dinosauruse, kao i za većinu ostalih tadašnjih životnih oblika na Zemlji.
Svaki put kada vulkan eruptira, mijenja atmosferu. Ogromne količine sumpora i ugljičnog dioksida izbacuju se u atmosferu dugotrajnom sekvestracijom unutar stijena. Sumpor ima kratkotrajni učinak hlađenja na atmosferu, dok ugljični dioksid ima dugoročni učinak zagrijavanja. Dvije kombinacije mogu dovesti do promjene divlje klime.
"To može dovesti do klimatskih promjena između toplih i hladnih razdoblja što otežavaju život na Zemlji", rekao je Schoene. Ali da bi jasnije znali kako bi te erupcije utjecale na život na Zemlji, morale su ispravno utvrditi vremenski raspored. Masovna količina CO2 imat će vrlo drugačiji učinak ako se unese u atmosferu za sto godina, nego ako bi bilo potrebno unositi milijun godina.
Od četiri impulsa erupcije koje su znanstvenici identificirali, dvije su se dogodile prije masovnih izumiranja. Druga od njih dvoje započela je tek nekoliko desetaka tisuća godina prije Chicxulub udara, što je gotovo u istom trenutku u geološkom pogledu. "Prva dva impulsa ... odgovaraju vremenskom razdoblju u kojem je klima opet fluktuirala od hladne do vruće do hladne, a mnogi znanstvenici misle da je ovo ukazalo na početni poremećaj klime koji je možda pridonio događaju masovnog izumiranja", rekao je Schoene. "Naši podaci pokazuju da bi možda drugi impuls mogao igrati važnu ulogu u samom izumiranju jer se dogodio neposredno prije njega."
"Vulkanizam dekan je najvjerojatniji uzrok masovnog izumiranja dinosaura", rekla je Gerta Keller. "Učinak Chicxulub-a možda je pridonio njihovoj propadanju, mada još uvijek nisu utvrđeni vremenski raspored i učinci utjecaja na okoliš."
Druga nedavna studija objavljena u istom broju Science-a koristila je drugačiju metodu za utvrđivanje Deccanovih zamki i naišla je na različite datume. Ovo je istraživanje zaključilo da nije bilo četiri različita vulkanska impulsa koja je utvrdila Princetonova studija te da je više od 90% volumena Deccan zamki eruptirano u manje od 1 milijun godina. Također je zaključeno da se oko 75% dogodilo nakon izumiranja K-Pg, te da su se klimatske promjene na kraju Krede podudarale s najmanjim fazama erupcija u Deccan zamkama. Ako je tako, vulkanstvo Deccan Trap nije moglo prouzrokovati izumiranje.
Ostali znanstvenici, svjesni prirode utjecaja i vulkanske rasprave u koju je uključena i ova studija, više su precizni u svojim zaključcima.
"Općenito, mislim da je ovaj rad značajan i zanimljiv", rekao je Pincelli Hull, docent geologije i geofizike na Yaleu, koji nije bio uključen u ovo istraživanje i koji se protivio ulozi vulkana u masovnom izumiranju. "Rad je ogroman napredak u određivanju erupcija [Dekanovih zamki], ali kako je to povezano s vremenom izbacivanja i dalje je glavno pitanje koje treba riješiti kako bismo točno utvrdili koje su relevantne uloge vulkanizma i uticaja bile."
Rijetko je koja studija u dugom nizu studija znanstveno raspravljati i taj nije ništa drugačiji. Znanost napreduje kako znanstvenici postaju bolji u mjerenju stvari i u razmišljanju o njima. To neće biti kraj rasprave.
Moguće je da je za izbijanje K-Pg bilo potrebno jedno dva udarca. Dinosaurusi su mogli oboriti od udara Chicxulub i na putu natrag, a zatim ih zauvijek srušiti vulkani. Ili je možda još složeniji od toga.
Studija iz 2016. godine pokazuje da su vrste dinosaura već izumrle milijunima godina prije izumiranja K-Pg i da se nisu pojavile nove vrste koje bi ih zamijenile. U isto vrijeme, sisavci su postajali raznovrsniji i možda bolje raspoređeni da se prilagode promjenama uzrokovanim vulkanskom aktivnošću i učinkom Chicxulub. Možda evolucijski, dinosauri su krenuli svojim tokom, a udarci i vulkani bili su samo usklik.
A možda nikad nećemo znati sigurno.
Izvori:
- Priopćenje za javnost: Jesu li vulkani ubili dinosauruse? Novi dokazi upućuju na „možda.
- Istraživački rad: Ograničenja U-Pb na pulsirajuću erupciju Dekanskih zamki tijekom masovnog izumiranja krajnje krede
- Istraživački rad: Eruptivni tempo deckanskog vulkana u odnosu na granicu krede i paleogena
- Istraživački rad: Dinosaurusi su u padu nekoliko desetaka milijuna godina prije konačnog izumiranja
