Každý ví, že asteroidní stávka zničila dinosaury, že? Spousta důkazů ukazuje, že dopadová událost Chicxulubu měla pro dinosaury hrozné následky. Ale obraz je o něco složitější. K zániku může přispět extrémní vulkanická aktivita.
Na konci křídy, asi před 66 miliony let, dinosauři zanikli. A nejen dinosauři; asi 75% všech rostlin a zvířat zaniklo. Ptáci dinosaurů přežili.
Současný masivní asteroid nebo kometa narazila na zemský poloostrov Yucatan v dnešním Mexiku. S ohledem na dopadovou událost v Chicxulubu zakalila atmosféru vodní páry a zvláště trvanlivým prachem kvůli struktuře a typu horniny v místě nárazu.
Bylo snadné dojít k závěru, že Chicxulub vyhynul. Kromě samotného webu dopadu existuje spousta důkazů.
Za prvé, samotné vyhynutí se nazývá křída-paleogenní vyhynutí (K-Pg vyhynutí), protože to znamenalo konec křídy a začátek období paleogenity. (Nazývá se to také křída-třetihorní vymření (K-T zánik).
Geologický záznam obsahuje vrstvu sedimentu z doby před 66 miliony let zvanou hranici K-Pg. Hranice K-Pg je přítomna v mořských i suchozemských horninách po celém světě. Obsahuje spoustu kovového iridia, které je na Zemi vzácné, ale hojné v asteroidech. Závěr je, že dopad Chicxulubu rozšířil iridium do atmosféry po celém světě a jeho nyní zachovaná v geologii Země, druh kouřící zbraně pro nárazovou událost.
Stále však roste důkaz, že vulkanické erupce přispěly k hromadnému vyhynutí před 66 miliony let, a tyto důkazy pocházejí ze skalního útvaru zvaného Deccan Traps. Nová studie posiluje vazbu mezi zánikem K-Pg a sopečnou aktivitou, která způsobila decanské pasti.
Deccan Traps je oblast v Indii známá jako velká vyvřelá provincie. Je to jeden z největších vulkanických prvků na Zemi. Pasti jsou vícevrstvé čedičové lávy a všechny dohromady mají tloušťku více než 2 km (1,2 mil). Deccanovy pasti mají rozlohu 500 000 km. čtverečních (200 000 mil. čtverečních), i když najednou pokryli až 1,5 milionu čtverečních km. (600 000 mil. Sq.) Objem lávy je 1 milion kubických km (200 000 kubických mil.)
Název „Traps“ pochází ze švédského slova „trappa“, což znamená schody. Odkazuje na stupňovitou strukturu v krajině.
Ale na tyto pasti je víc než rock. Množství vulkanické aktivity potřebné k vytvoření Deccanových pastí by znečistilo atmosféru jedovatými plyny. Nyní dva geovědci z Princetonské univerzity vytvořili silnější spojení mezi Deccan Traps a K-Pg Extinction s první časovou osou s vysokým rozlišením pro erupce, které vytvořily indické Deccan Traps. Jejich výzkum se objevuje v 22. vydání časopisu Science.
Dva vědci jsou Blair Schoene a Gerta Keller, oba z Princetonské univerzity. Vedli mezinárodní tým pro tuto studii, která se snažila přesněji než kdy předtím zkoumat různé vrstvy Deccan Trapů.
"Každý slyšel, že dinosauři zemřeli asteroidem zasaženým Zemí," řekl Schoene, docent geověd. „Mnoho lidí si neuvědomuje, že za posledních 500 milionů let došlo k mnoha dalším masovým vyhynutím a mnozí se shodují s velkými sopečnými výlevy“ z masivních sopek známých jako povodňové bazalty nebo velké vyvřelé provincie.
Není to poprvé, kdy byly pasti zapojeny do vymírání K-Pg. Přesnost v této nové studii však vede domů.
Snaha o dosavadní geologické formace se nazývá geochronologie. Geochronologie používá vlastní vlastnosti hornin samotných k nalezení svého věku, obvykle se spoléhá na izotopové poměry a radioaktivní rozpad, aby tak učinila.
Nejslavnější geochronologická technika, obvykle nazývaná datováním uhlíku, používá k nalezení fosilních věků míru rozkladu radioaktivního uhlíku-14. Rande s uhlíkem však funguje pouze pro živou tkáň, která je stará několik tisíc let, takže je užitečná pro archeologii, ale ne pro 66 miliónů let starý čedič.
U hornin z doby hromadného vyhynutí mají geovědci několik možností přirozeně radioaktivních materiálů. Geochronologie s olovem uranu vede k velmi přesnému věku, ale minerály obsahující uran se vzácně vyskytují v čedičové skále, což je hornina, která tvoří masivní lávové proudy v Deccan Traps. Zirkon s obsahem uranu je další metodou datování starověké skály, ale častěji se vyskytuje ve výbušných erupcích sopek Mount St. Helens, které mají chemii bohatší na oxid křemičitý.
S ohledem na tato omezení datování byl tým vědců opatrný při předpovídání úspěchu. Nikdy nečekali, že jejich první výlet do Deccan Trapů přinese výsledky, které udělali.
"Nemyslím si, že by někdo z nás předpokládal, že naše první cesta do Deccan Traps povede k typu datového souboru, který jsme byli schopni vyrobit," řekl Mike Eddy ze třídy 2011, nyní postdoktorandský vědecký spolupracovník v geovědách a spoluautorem Věda papír.
Ale měli štěstí.
Během prvních několika dnů v Deccan Traps shromáždili vědci vzorky toho, čemu se říká hrubozrnné bazalty. Čedič je nejčastější typ vulkanické horniny na Zemi. Hledali vzorky obsahující uranové minerály, protože radioaktivní rozpad uranu je jednou ze srovnávacích metod geochronologie. Zpočátku nenašli žádné, protože takové horniny jsou vzácné u útvarů, jako jsou Deccanovy pasti a častější u sopečného popela.
Po několika dnech však našli typ hornin bohatých na oxid křemičitý, které hledali.
"Během našeho prvního týdne v Indii jsme našli mezi dvěma čedičovými toky ložisko s vysokým obsahem křemene a naše zařízení se točilo," řekl Eddy. Vědci věděli, že sopečný popel bohatý na oxid křemičitý může snadno obsahovat malé krystaly zirkonu, které zachovávají radioaktivní uran. "Skutečný průlom nastal o den nebo dva později, když si Blair uvědomil, že fosilní půdy mohou také shromažďovat tento typ popela v malém množství," řekl Eddy.
Tým změnil své zaměření. Místo toho hledali usazeniny popela mezi čedičovými toky a hledali radioaktivní uran uvnitř zirkonu obsažený v popelu. Uran činí zirkon a tím i popelníkové vrstvy snadno datovatelné. Datováním vrstev popela nad a pod proudem lávy mohli přesněji datovat lávu samotnou a datum erupce.
Tým strávil tři polní sezóny v provincii Deccan a poslal vzorky ze 141 míst zpět do laboratoře v Princetonu. 24 vzorků mělo to, co tým potřeboval: uranové krystaly zirkonu. Analýza vzorků ukázala, že Deccanovy pasti byly vytvořeny čtyřmi různými erupčními impulsy. A každý z těchto pulsů znamenal zkázu pro dinosaury a pro většinu ostatních forem života na Zemi v té době.
Pokaždé, když vybuchne sopka, změní atmosféru. Z jejich dlouhodobého sekvestrace uvnitř hornin se do atmosféry šíří obrovské množství síry a oxidu uhličitého. Síra má krátkodobý chladicí účinek na atmosféru, zatímco oxid uhličitý má dlouhodobé oteplování. Tyto dvě kombinace mohou vést k divokým změnám klimatu.
"To může vést k výkyvům klimatu mezi teplými a chladnými obdobími, které znesnadňují život na Zemi," řekl Schoene. Ale aby jasněji věděli, jak by tyto erupce ovlivnily život na Zemi, musely mít správné načasování. Pokud bude vstřikováno do atmosféry za sto let, bude mít velké množství CO2 velmi odlišný účinek, než kdyby vstřikování trvalo milión let.
Ze čtyř pulzů erupce, které vědci identifikovali, se dva z nich odehrály před hromadným vyhynutím. Druhá z těchto dvou začala teprve desítky tisíc let před dopadem Chicxulubu, což je z geologického hlediska téměř ve stejném okamžiku. "První dva impulsy ... odpovídají období, kdy klima kolísalo od chladného k horkému do chladného, a mnozí vědci se domnívají, že to naznačovalo počáteční narušení klimatu, které mohlo přispět k události hromadného vyhynutí," řekl Schoene. "Naše data ukazují, že možná druhý impuls mohl hrát důležitou roli v samotném vyhynutí, protože se to stalo těsně před ním."
"Deccan vulkanismus je nejpravděpodobnější příčinou hromadného vyhynutí dinosaurů," řekla Gerta Keller. "Dopad Chicxulubu možná přispěl k jejich zániku, i když načasování a dopady tohoto dopadu na životní prostředí je stále třeba určit."
Další nedávná studie publikovaná ve stejném čísle Science používala k datování Deccan Traps jinou metodu a přišla s různými daty. Tato studie dospěla k závěru, že nebyly nalezeny čtyři odlišné vulkanické pulzy, které identifikovala Princetonova studie, a že více než 90% objemu Deccan Traps propuklo za méně než 1 milion let. Rovněž dospěl k závěru, že přibližně 75% z toho se stalo po zániku K-Pg a že změna klimatu na konci křídy se časově shodovala s nejmenšími fázemi erupcí v Deccan Traps. Pokud ano, vulkánství Deccan Trap nemohlo způsobit vyhynutí.
Jiní vědci, kteří si jsou vědomi povahy dopadu versus debaty o sopkách, k níž je tato studie součástí, jsou ve svých závěrech obezřetnější.
"Obecně si myslím, že tento dokument je významný a zajímavý," řekl Pincelli Hull, odborný asistent geologie a geofyziky v Yale, který se nezúčastnil tohoto výzkumu a který se postavil proti roli sopky při hromadném vyhynutí. "Článek je obrovským pokrokem v načasování erupcí [Deccan Traps], ale to, jak to souvisí s načasováním odplyňování, je stále hlavní otázkou, kterou je třeba vyřešit, aby bylo možné přesně zjistit, jaké byly relevantní role sopečnosti a dopadu."
Je jen zřídka, že jedna studie v dlouhé řadě studií položí do postele vědeckou debatu, a tohle se neliší. Věda postupuje, když se vědci lépe měří a měří věci. To nebude konec diskuse.
Může to znamenat, že k vyhynutí K-Pg trvalo jedno až dva údery. Dinosauři mohli být sraženi dopadem Chicxulubu a na jejich cestě vzhůru, pak sraženi na sopky. Nebo to může být ještě složitější.
Studie z roku 2016 ukazuje, že druhy dinosaurů vyhynuly již miliony let před vyhynutím K-Pg a že se neobjevil nový druh, který by je nahradil. Současně se druhy savců stávaly rozmanitějšími a možná lépe se přizpůsobily změnám způsobeným sopečnou aktivitou a dopadem Chicxulubu. Možná evolucionisté dinosauři běhali a dopad a sopky byly jen vykřičníkem.
A možná to nikdy nebudeme vědět jistě.
Zdroje:
- Tisková zpráva: Zabili sopky dinosaury? Nový důkaz ukazuje na ‘možná.
- Výzkumný článek: Omezení U-Pb na pulzní erupci Deccanových pastí přes vyhynutí na konci křídy
- Výzkumný článek: Eruptivní tempo dekanské vulkanity ve vztahu k hranici křídy a paleogenu
- Výzkumná kniha: Dinosauři upadají desítky milionů let před konečným vyhynutím
