Visi zina, ka asteroīdu streiks iznīcināja dinozaurus, vai ne? Daudz pierādījumu liecina, ka Chicxulub trieciena notikumam bija drausmīgas sekas dinozauriem. Bet attēls ir nedaudz sarežģītāks. Izmiršanu, iespējams, veicināja ārkārtējas vulkāniskās aktivitātes.
Krīta perioda beigās, apmēram pirms 66 miljoniem gadu, dinozauri izmira. Un ne tikai dinozauri; apmēram 75% visu augu un dzīvnieku izmira. Putnu dinozauri izdzīvoja.
Tajā pašā laikā masīvs asteroīds vai komēta iebruka Zemes Jukatanas pussalā mūsdienu Meksikā. Saukts par Chicxulub trieciena notikumu, tas aizklāja atmosfēru ar ūdens tvaikiem un ar īpaši ilgstošiem putekļiem, pateicoties iežu struktūrai un tipam trieciena vietā.
Ir viegli secināt, ka Chicxulub izraisīja izzušanu. Ārpus pašas ietekmes vietas ir daudz pierādījumu.
Pirmkārt, pati izzušana tiek saukta par kretīnisko-paleogēnu izmiršanu (K-Pg izmiršana), jo tā iezīmēja kretīniska laikmeta beigas un paleogēna perioda sākumu. (To sauc arī par krīta-terciārā izzušanu (K-T izmiršana).
Ģeoloģiskajā ierakstā ir nogulumu slānis pirms 66 miljoniem gadu, ko sauc par K-Pg robežu. K-Pg robeža atrodas gan jūras, gan sauszemes iežos visā pasaulē. Tas satur daudz metāla irīdija, kas uz Zemes ir reti sastopams, bet bagāts ar asteroīdiem. Secinājums ir tāds, ka Chicxulub trieciens iridiju izplatīja atmosfērā visā pasaulē, un tas tagad ir saglabāts Zemes ģeoloģijā - sava veida smēķēšanas lielgabals trieciena gadījumam.
Bet arvien pieaug pierādījumi, ka vulkānu izvirdumi veicināja masveida izmiršanu pirms 66 miljoniem gadu, un šie pierādījumi nāk no klinšu veidojuma, ko sauc par Dekāna slazdiem. Jauns pētījums stiprina saikni starp K-Pg izzušanu un vulkānisko aktivitāti, kas izraisīja Dekāna slazdus.
Dekāna slazdi ir Indijas reģions, kas pazīstams kā liela nerātna province. Tā ir viena no lielākajām vulkānu īpašībām uz Zemes. Slazdi ir vairāki bazalta lavas slāņi, un visi kopā tie ir vairāk nekā 2 km (1,2 jūdzes) biezi. Dekāna slazdu platība ir 500 000 km. kv.m (200 000 jūdzes kv.), lai gan vienā reizē tie aptvēra pat 1,5 miljonus kv. km. (600 000 jūdzes km.) Lavas tilpums ir 1 miljons kubik km (200 000 kubikjūdzes.)
Nosaukums “slazdi” cēlies no zviedru vārda “trappa”, kas nozīmē kāpnes. Tas attiecas uz pakāpienveida struktūru reģiona ainavā.
Šajos slazdos ir vairāk nekā roka. Dekāna slazdu izveidošanai nepieciešamais vulkāniskās aktivitātes daudzums būtu piesārņojis atmosfēru ar indīgām gāzēm. Tagad divi Princetonas universitātes ģeozinātnieki ir izveidojuši ciešāku saikni starp Dekāna slazdiem un K-Pg izzušanu ar pirmo augstas izšķirtspējas laika līniju izvirdumiem, kas izveidoja Indijas Dekāna slazdus. Viņu pētījumi parādās žurnāla Science 22. februāra numurā.
Abi zinātnieki ir Blērs Šīēns un Gerta Kellere, abi no Prinstonas universitātes. Viņi vadīja šī pētījuma starptautisko komandu, kas precīzāk nekā jebkad agrāk centās datēt dažādus Dekāna slazdu slāņus.
"Visi ir dzirdējuši, ka dinozauri nomira no asteroīda, kas trāpīja uz Zemi," sacīja Šēne, ģeozinātņu asociētais profesors. “Tas, ko daudzi cilvēki neapzinās, ir tas, ka pēdējos 500 miljonos gadu ir notikuši daudzi citi masveida izmirumi, un daudzi no tiem sakrīt ar lieliem vulkānu izplūdumiem” no masīvajiem vulkāniem, kas pazīstami kā plūdu bazāli vai lielas nedzīvas provinces.
Šī nav pirmā reize, kad slazdi tiek iesaistīti K-Pg izzušanā. Bet precizitāte šajā jaunajā pētījumā virza punktu mājās.
Centienus līdz šim veikt ģeoloģiskos veidojumus sauc par ģeohronoloģiju. Ģeohronoloģijā, lai atrastu savu vecumu, tiek izmantotas pašu iežu raksturīgās iezīmes, parasti to paļaujoties uz izotopu attiecībām un radioaktīvo sabrukšanu.
Slavenākajā ģeohronoloģijas tehnikā, ko parasti sauc par oglekļa datēšanu, tiek izmantots radioaktīvā oglekļa-14 sabrukšanas ātrums, lai atrastu fosiliju vecumu. Bet oglekļa datēšana darbojas tikai ar dzīviem audiem, kas ir dažus tūkstošus gadu veci, padarot to noderīgu arheoloģijai, bet ne 66 miljonus gadu vecam bazaltam.
Akmeņiem, sākot no masveida izmiršanas laika, ģeo zinātniekiem ir dažas dabiski radioaktīvo materiālu izvēles iespējas. Urāna-svina ģeohronoloģijā iegūst ļoti precīzus vecumus, bet minerālus, kas satur urānu, reti sastopams bazaltā - klintī, kas veido masīvo lavu, tekot Dekāna slazdos. Urānu saturošs cirkonis ir vēl viena senā klinša iepazīšanās metode, taču to biežāk atrod sprādzienbīstamos izvirdumos no Senthelenas kalna vulkāniem, kuriem ir vairāk ar silīcija dioksīdu bagāta ķīmija.
Paturot prātā šos iepazīšanās ierobežojumus, zinātnieku komanda bija piesardzīga, prognozējot panākumus. Viņi nekad negaidīja, ka viņu pirmais ceļojums uz Dekāna slazdiem nesīs sasniegtos rezultātus.
"Es nedomāju, ka kāds no mums paredzēja, ka mūsu pirmais ceļojums uz Dekāna slazdiem novedīs pie tāda datu kopas veida, kādu mēs varējām uzrādīt," sacīja Maiks Edijs no 2011. gada klases, tagad pēcdoktorantūras pētījuma līdzstrādnieks ģeozinātnēs. un līdzautore vietnē Zinātne papīrs.
Bet viņiem paveicās.
Pirmajās dienās Dekāna slazdos zinātnieki savāca paraugus no tā sauktajiem rupjā graudainiem basalātiem. Bazalts ir visizplatītākais vulkānisko iežu veids uz Zemes. Viņi meklēja paraugus, kas satur urānu saturošus minerālus, jo urāna radioaktīvā sabrukšana ir viena no ģeohronoloģijas standarta metodēm. Sākumā viņi to neatrada, jo šādas ieži ir reti sastopami tādos veidojumos kā Dekāna slazdi un biežāk sastopami vulkāniskos pelnos.
Bet pēc dažām dienām viņi atrada meklēto silīcija dioksīdu bagāto iežu veidu.
"Pirmās nedēļas laikā Indijā starp divām bazalta plūsmām mēs atradām pelnu slāni ar augstu silīcija dioksīda saturu, un tas pagriezās," sacīja Edijs. Pētnieki zināja, ka ar silīcija dioksīdu bagāti vulkāniskie pelni var viegli saturēt sīkos cirkonu kristālus, kas saglabā radioaktīvo urānu. “Īsts izrāviens notika dienu vai divas vēlāk, kad Blērs saprata, ka fosilās augsnēs, iespējams, ir savākti arī šāda veida pelni nelielos daudzumos,” sacīja Edijs.
Tātad komanda mainīja fokusu. Tā vietā viņi meklēja pelnu nogulumus starp bazalta plūsmām, meklējot radioaktīvo urānu cirkona iekšpusē, kas atrodas pelnos. Urāns padara cirkonu un līdz ar to arī pelnu slāņus viegli datējamus. Pārvietojot pelnu slāņus virs un zem lavas plūsmas, tie varēja precīzāk noteikt datumu ar pašu lavu un izvirduma datumu.
Komanda pavadīja trīs lauka sezonas Dekanas provincē un nosūtīja paraugus no 141 vietām atpakaļ uz Prinstonas laboratoriju. 24 paraugos bija tas, kas komandai bija vajadzīgs: urānu saturoši cirkona kristāli. Paraugu analīze parādīja, ka Dekāna slazdi tika izveidoti ar četriem atšķirīgiem izvirduma impulsiem. Un katrs no šiem impulsiem bija lemts liktenim dinozauriem un lielākajai daļai citu dzīvības formu uz Zemes tajā laikā.
Katru reizi, kad izvirzās vulkāns, tas maina atmosfēru. Milzīgs sēra un oglekļa dioksīda daudzums tiek novadīts atmosfērā no to ilgstošas sekvestrācijas klintīs. Sēram ir īslaicīga atmosfēras dzesēšanas ietekme, savukārt oglekļa dioksīdam ir ilgstoša sasilšanas ietekme. Abas apvienotās var izraisīt savvaļas klimata izmaiņas.
"Tie var izraisīt klimata svārstības starp siltajiem un aukstajiem periodiem, kas ļoti apgrūtina dzīvi uz Zemes," sacīja Šēne. Bet, lai precīzāk zinātu, kā šie izvirdumi būtu ietekmējuši dzīvi uz Zemes, viņiem bija jāsaņem pareizais laiks. CO2 masas daudzumam būs pavisam cita ietekme, ja to iesmidzinās atmosfērā simts gadu laikā, nekā tad, ja to ievadītu miljons gadu.
No četriem izvirduma impulsiem, kurus identificēja zinātnieki, divi no tiem notika pirms masveida izmiršanas. Otrais no šiem diviem sākās tikai desmitiem tūkstošu gadu pirms Chicxulub trieciena, kas ģeoloģiskā ziņā ir gandrīz vienā mirklī. “Pirmie divi impulsi… atbilst laika periodam, kurā klimats svārstījās no auksta līdz karstam un atkal aukstam, un daudzi zinātnieki domā, ka tas liecināja par sākotnējiem klimata traucējumiem, kas varētu būt veicinājuši masveida izmiršanu,” sacīja Šēne. "Mūsu dati rāda, ka varbūt otrajam impulsam varēja būt nozīmīga loma pašā izzušanā, jo tas notika tieši pirms tā."
"Dekanas vulkānisms ir visdrīzākais cēlonis dinozauru masu izmiršanai," sacīja Gerta Kellere. "Chicxulub ietekme, iespējams, ir veicinājusi viņu nāvi, lai gan šīs ietekmes laiks un ietekme uz vidi vēl ir jānosaka."
Citā nesenā pētījumā, kas publicēts tajā pašā Science izdevumā, Dekāna slazdu datēšanai tika izmantota cita metode, un nāca klajā ar atšķirīgiem datumiem. Šajā pētījumā tika secināts, ka nebija četru atšķirīgu vulkānu impulsu, ko identificēja Prinstona pētījums, un ka vairāk nekā 90% no Deccan Traps tilpuma izcēlās mazāk nekā 1 miljona gadu laikā. Tas arī secināja, ka apmēram 75% no tā notika pēc K-Pg izzušanas un ka klimata pārmaiņas krīta krasta beigās sakrita ar vismazākajām izvirdumu fāzēm Dekāna slazdos. Ja tā, Deccan Trap vulkānisms nevarēja izraisīt izzušanu.
Citi zinātnieki, apzinoties ietekmes uz vulkānu debašu raksturu, kas ietilpst šajā pētījumā, savos secinājumos ir apdomīgāki.
"Kopumā es domāju, ka šis raksts ir nozīmīgs un interesants," sacīja Pincelli Hull, Jēlas ģeoloģijas un ģeofizikas docents, kurš nebija iesaistīts šajā pētījumā un kurš ir iebildis pret vulkāna lomu masveida izmiršanā. "Šis dokuments ir milzīgs panākums [Dekāna slazdu] izvirdumu noteikšanā, taču tas, kā tas ir saistīts ar gāzu izdalīšanu, joprojām ir svarīgs jautājums, kas jāatrisina, lai precīzi noskaidrotu, kādas bija attiecīgas vulkānisma un ietekmes lomas."
Ļoti reti, ja viens pētījums ilgajā pētījumu rindā liek zinātniskās debates gulēt, un šis neatšķiras. Zinātne progresē, jo zinātnieki labāk novērtē lietas un domā par tām. Ar to debates nebūs galā.
Var būt, ka K-Pg izzušanai bija nepieciešams viens-divi perforators. Iespējams, ka dinozaurus notrieca Šiksuluba trieciens un pa ceļam atpakaļ uz augšu, pēc tam vulkāni tos notrieca. Vai arī tas var būt vēl sarežģītāk.
2016. gada pētījums rāda, ka dinozauru sugas jau bija izmirušas miljoniem gadu pirms K-Pg izzušanas un ka jaunas sugas tās neradīja. Tajā pašā laikā zīdītāju sugas kļuva daudzveidīgākas un, iespējams, labāk piemērotas, lai pielāgotos izmaiņām, ko izraisa vulkāniskā aktivitāte un Chicxulub ietekme. Varbūt evolucionāri dinozauri bija izturējuši savu gaitu, un trieciens un vulkāni bija tikai izsaukuma punkts.
Un varbūt mēs nekad to nekad neuzzināsim.
Avoti:
- Paziņojums presei: Vai vulkāni nogalināja dinozaurus? Jauni pierādījumi norāda uz “varbūt.
- Pētniecības dokuments: U-Pb ierobežojumi dekāna slazdu pulsējošam izvirdumam visā krītainā masu izzušanas laikā
- Pētniecības dokuments: Dekāna vulkānisma izvirduma temps saistībā ar krīta un paleogēna robežu
- Pētniecības dokuments: Dinozauri, kuru krišana notiek desmitiem miljonu gadu pirms to pilnīgas izzušanas
