Kõik teavad, et asteroidide streik pühkis dinosaurused ära, eks? Palju tõendeid näitab, et Chicxulubi löögisündmusel olid dinosauruste jaoks kohutavad tagajärjed. Kuid pilt on natuke keerulisem. Äärmuslik vulkaaniline aktiivsus võis väljasuremisele kaasa aidata.
Kriidiajastu lõpus, umbes 66 miljonit aastat tagasi, kadusid dinosaurused väljasuremiseks. Ja mitte ainult dinosaurused; umbes 75% kõigist taimedest ja loomadest suri välja. Lindude dinosaurused jäid ellu.
Samal ajal tungis Maa Yucatani poolsaarele, tänapäeva Mehhikosse massiivne asteroid või komeet. Chicxulubi löögisündmuseks ummistas see atmosfääri veeauru ja eriti pikaajalise tolmu tõttu, mis on tingitud kokkupõrkekoha kivimi struktuurist ja tüübist.
Lihtne on järeldada, et Chicxulub põhjustas väljasuremise. Lisaks mõjualale on palju tõendeid.
Esiteks nimetatakse väljasuremist ise kriidiajastu-paleogeeni väljasuremiseks (K-Pg-väljasuremiseks), kuna see tähistas kriidiajastu lõppu ja paleogeeni perioodi algust. (Seda nimetatakse ka kriidiliseks-tertsiaarseks väljasuremiseks (K-T väljasuremine).
Geoloogiline kirje sisaldab 66 miljoni aasta tagust settekihti, mida nimetatakse K-Pg piiriks. K-Pg-piir on olemas nii mere- kui ka maismaakivimites kogu maailmas. See sisaldab palju metalli iriidiumi, mis on Maal haruldane, kuid rohkesti asteroide. Järeldus on, et Chicxulubi mõju levitas iriidiumi atmosfääri kogu maailmas ja see on nüüd Maa geoloogias säilinud, mis on omamoodi suitsetamispüstol löögisündmuse jaoks.
Kuid üha enam on tõendeid selle kohta, et vulkaanipursked aitasid 66 miljonit aastat tagasi kaasa massilise väljasuremisele ja need tõendid pärinevad kivimoodustisest, mida nimetatakse Deccani püünisteks. Uus uuring tugevdab seost K-Pg väljasuremise ja Deccani püüniseid põhjustanud vulkaanilise aktiivsuse vahel.
Dekani püünised on India piirkond, mida tuntakse suure tardprovintsina. See on üks suuremaid vulkaanilisi elemente Maal. Püünised on basaltilise laava mitmekihilised ja kokku on nad paksemad kui 2 km. Dekani püünised katavad 500 000 km. ruutkilomeetrit (200 000 miili ruutmeetrit), ehkki korraga hõlmasid nad koguni 1,5 miljonit ruutkilomeetrit. (600 000 miili ruut.) Laava maht on 1 miljon kuupkilomeetrit (200 000 kuupmiili.)
Nimi “lõksud” pärineb rootsi sõnast “trappa”, mis tähendab treppe. See viitab astmelisele struktuurile piirkonna maastikul.
Nendes püünistes on rohkem kui rocki. Dekani püüniste loomiseks vajalik vulkaaniline aktiivsus oleks atmosfääri saastanud mürgiste gaasidega. Nüüd on kaks Princetoni ülikooli geoteadlast loonud tugevama seose Deccani püüniste ja K-Pg väljasuremise vahel esimese kõrge eraldusvõimega ajakavaga purskamiste jaoks, mis lõid India Deccani püünised. Nende uurimistöö ilmub ajakirja Science 22. veebruari numbris.
Kaks teadlast on Princetoni ülikoolist pärit Blair Schoene ja Gerta Keller. Nad juhtisid selle uuringu jaoks rahvusvahelist meeskonda, kes püüdis Deccani lõksude erinevaid kihte täpsemini dateerida kui kunagi varem.
"Kõik on kuulnud, et dinosaurused surid Maad tabanud asteroidist," ütles geoteaduste dotsent Schoene. "Mida paljud ei taipa, on see, et viimase 500 miljoni aasta jooksul on toimunud palju muid massilisi väljasuremisi ja paljud neist langevad kokku suurte vulkaaniliste väljavooludega", mis pärinevad massiivsetest vulkaanidest, mida nimetatakse üleujutusbastaalideks või suurteks tupikprovintsideks.
See pole esimene kord, kui püünised on seotud K-Pg kustumisega. Kuid selle uue uuringu täpsus viib punkti koju.
Seniseid pingutusi geoloogiliste moodustiste jaoks nimetatakse geokronoloogiaks. Geokronoloogia kasutab kivimite iseärasusi vanuse leidmiseks, tuginedes selleks tavaliselt isotoopide suhetele ja radioaktiivsele lagunemisele.
Kõige kuulsam geokronoloogia tehnika, mida tavaliselt nimetatakse süsiniku dateerimiseks, kasutab fossiilide vanuse leidmiseks radioaktiivse süsiniku-14 lagunemiskiirust. Kuid süsiniku dateerimine toimib ainult mõne tuhande aasta vanuste eluskudede jaoks, muutes selle kasulikuks arheoloogia jaoks, kuid mitte 66 miljoni aastase basalti jaoks.
Umbes massilise väljasuremise ajast pärit kivimite jaoks on geoteadlastel mõned looduslikult radioaktiivsete materjalide valikud. Uraani-plii geokronoloogia annab väga täpsed vanused, kuid uraani sisaldavad mineraalid esinevad basaltis harva, kivim, mis moodustab massiivse laava, voolab Deccani püüniste juures. Uraani sisaldav tsirkoon on veel üks iidsete kivimite tutvumismeetod, kuid seda leidub sagedamini St. Helensi tüüpi vulkaanide plahvatusohtlikes pursketes, milles on ränidioksiidirikkam keemia.
Neid tutvumispiiranguid silmas pidades oli teadlaste meeskond edu ennustamisel ettevaatlik. Nad ei osanud kunagi arvata, et nende esimene reis Deccani püünistega annab nende tehtud tulemusi.
"Ma ei usu, et keegi meist arvas, et meie esimene reis Deccani püüniste juurde viib sellist tüüpi andmestikku, mille me suutsime toota," ütles Mike Eddy 2011. aasta klassist, nüüd geograafiliste teaduste järeldoktor. ja kaasautor teemal Teadus paber.
Kuid neil vedas.
Esimestel päevadel Deccani püünistes kogusid teadlased proovid nn jämedateralistest basaalidest. Basalt on kõige levinum vulkaanilise kivimi tüüp Maal. Nad otsisid uraani sisaldavaid mineraale sisaldavaid proove, sest uraani radioaktiivne lagunemine on üks geokronoloogia põhimeetodeid. Alguses ei leidnud nad ühtegi, sest sellised kivimid on haruldased moodustistes nagu Deccani püünised ja sagedamini vulkaanilises tuhas.
Kuid mõne päeva pärast leidsid nad seda tüüpi ränidioksiidirikkad kivimid, mida nad otsisid.
"Esimese nädala jooksul Indias leidsime kahe basaltvoo vahel kõrge ränidioksiidiga tuhakihi ja see pani meie käigud pöörlema," rääkis Eddy. Teadlased teadsid, et ränidioksiidirikas vulkaanituhk võib hõlpsasti sisaldada radioaktiivset uraani säilitavaid pisikesi tsirkoonkristalle. “Tõeline läbimurre saabus päev või kaks hiljem, kui Blair mõistis, et fossiilsetes muldades on ka seda tüüpi tuhka väikestes kogustes kogutud,” rääkis Eddy.
Nii et meeskond muutis oma fookust. Selle asemel otsisid nad basaltvoogude vahel tuhavarusid, otsides tuhas sisalduva tsirkooni sees olevat radioaktiivset uraani. Uraan muudab tsirkooni ja seega ka tuhakihid hõlpsaks. Laavoolu kohal ja all asuvate tuhakihtide dateerimisel saaksid nad täpsustada laava enda ja purse kuupäeva.
Meeskond veetis Deccani provintsis kolm välihooaega ja saatis proovid 141 koha juurest tagasi Princetoni laborisse. 24 proovis oli meeskonna jaoks vajalik: uraani kandvad tsirkooni kristallid. Proovide analüüs näitas, et Deccani püünised loodi nelja erineva purskeimpulsi abil. Ja igaüks neist impulssidest oli hukule määratud dinosauruste ja enamiku teiste Maa tollaste eluvormide jaoks.
Iga kord, kui vulkaan purskub, muudab see atmosfääri. Kivimite pikaajalisest sekvestreerimisest juhitakse atmosfääri tohutul hulgal väävlit ja süsinikdioksiidi. Väävel avaldab atmosfäärile lühiajalist jahutavat toimet, samal ajal kui süsinikdioksiidil on pikaajaline soojendav toime. Need kaks koos võivad põhjustada loodusliku kliima kõikumise.
"Need võivad põhjustada kliima kõikumisi sooja ja külma perioodi vahel, mis raskendab Maa elu," ütles Schoene. Kuid selleks, et selgemalt teada saada, kuidas need pursked oleksid Maal elu mõjutanud, pidid nad saama õige ajastuse. CO2 massikogusel on atmosfääri sissepritsega saja aasta jooksul hoopis teistsugune mõju kui siis, kui sissepritse oleks vaja miljon aastat.
Neljast purskeimpulssist, mille teadlased tuvastasid, tehti kaks neist enne massilist väljasuremist. Neist kahest sai alguse alles kümneid tuhandeid aastaid enne Chicxulubi lööki, mis on geoloogilises mõttes peaaegu samal hetkel. „Kaks esimest impulssi… vastavad ajaperioodile, kus kliima kõikus taas külmast külma külma ja paljude teadlaste arvates osutas see kliima esialgsele häirele, mis võis kaasa aidata massilise väljasuremise sündmusele,” ütles Schoene. "Meie andmed näitavad, et võib-olla võis teine impulss mängida olulist rolli väljasuremisel, kuna see juhtus vahetult enne seda."
"Dekosaani vulkanism on dinosauruste massilise väljasuremise kõige tõenäolisem põhjus," ütles Gerta Keller. "Chicxulubi mõju võis nende kadumisele kaasa aidata, kuigi selle mõju ajastus ja keskkonnamõjud on veel kindlaks määramata."
Veel ühes samas ajakirjas Science ilmunud värskes uuringus kasutati Deccani püüniste dateerimiseks teistsugust meetodit ja tulid välja erinevad kuupäevad. Selles uuringus jõuti järeldusele, et Princetoni uuringus tuvastatud neli erinevat vulkaanipulssi ei olnud ja vähem kui miljoni aasta jooksul purskas Deccan Trapside mahust üle 90%. Samuti jõuti järeldusele, et umbes 75% sellest juhtus pärast K-Pg väljasuremist ja et kriidiajastu lõpul ilmnenud kliimamuutused langesid kokku väikseimate pursefaasidega Deccani püünistes. Kui jah, siis ei oleks Deccan Trapi vulkaanism võinud väljasuremist põhjustada.
Teised teadlased, kes on teadlikud mõjude ja vulkaaniarutelude olemusest, millele see uuring kuulub, on oma järeldustes ettevaatlikumad.
"Üldiselt arvan, et see artikkel on märkimisväärne ja huvitav," ütles Yale'i geoloogia ja geofüüsika abiprofessor Pincelli Hull, kes ei olnud selle uurimistööga seotud ja kes on väitnud vulkaani rolli massilisel väljasuremisel. "See on tohutu edusamm [Deccani lõksude] pursete ajastamisel, kuid kuidas see väljavoolu ajastusse puutuda, on endiselt suur küsimus, mis tuleb lahendada, et selgitada välja täpselt, millised olid vulkaanilisuse ja mõju olulised rollid."
On haruldane, et üks pika uuringu pikkusega uurimus paneb teaduslikke arutelusid magama ja see ei erine. Teadus areneb, kui teadlased saavad asju paremini mõõta ja neile mõelda. Sellega ei lõppe arutelu.
Võib juhtuda, et K-Pg väljasuremise põhjustamiseks kulus üks-kaks mulgust. Chicxulubi löök võis dinosaurused maha lüüa ja tagasiteel üles jõuda ning seejärel tulistasid vulkaanid need heaks. Või võib see olla veelgi keerulisem.
2016. aasta uuring näitab, et dinosauruse liigid olid juba K-Pg väljasuremiseks miljonid aastad väljasurnud ja et uusi liike ei paistnud nende asemele. Samal ajal olid imetajaliigid mitmekesisemad ja võib-olla paremini kohanenud vulkaanilise aktiivsuse ja Chicxulubi mõju põhjustatud muutustega. Võib-olla evolutsiooniliselt olid dinosaurused oma rada käinud ning löök ja vulkaanid olid vaid hüüumärk.
Ja võib-olla ei tea me kunagi kunagi kindlalt.
Allikad:
- Pressiteade: Kas vulkaanid tapsid dinosaurused? Uued tõendid osutavad sellele, et võib-olla.
- Uurimisdokument: U-Pb piirangud Deccani püüniste impulsiivsel purskel kogu kriidilähedase massilise väljasuremise korral
- Uurimistöö: Deccani vulkaanilisuse purskav tempo seoses kriidiajastu ja paleogeeni piiriga
- Uurimisdokument: Dinosaurused on languses kümneid miljoneid aastaid enne nende lõplikku väljasuremist
