pod turkusowymi wodami meksykańskiego półwyspu Jukatan leży miejsce dawno temu masowego morderstwa. W geologicznym momencie większość światowych gatunków zwierząt i roślin wyginęła. Przewiercając się przez setki metrów skały, śledczy w końcu dotarli do” śladu ” pozostawionego przez oskarżonego. Ten ślad oznacza najgłośniejsze uderzenie kosmicznych skał na Ziemi.
znany jako Chicxulub (CHEEK-shuh-loob), to zabójca dinozaurów.
naukowcy zbierają najbardziej szczegółową oś czasu apokalipsy dino. Sprawdzają odciski palców pozostawione przez to wydarzenie tak dawno temu. W miejscu uderzenia asteroida (a może Kometa) rozbiła się na powierzchni Ziemi. Góry uformowały się w zaledwie kilka minut. W Ameryce Północnej potężne tsunami zakopało Rośliny i zwierzęta pod grubymi stosami gruzu. Lofted gruz zaciemnione niebo na całym świecie. Planeta się ochłodziła-i tak pozostało przez lata.
ale asteroida mogła nie działać sama.
życie mogło już mieć kłopoty. Coraz więcej dowodów wskazuje na superwolkańskiego wspólnika. Erupcje w obecnych Indiach wypluwały stopioną skałę i gazy żrące. Mogły zakwaszać oceany. Wszystko to mogło zdestabilizować ekosystemy na długo przed i po uderzeniu asteroidy. Wstrząs tego wpływu może nawet zwiększyć erupcje, niektórzy badacze twierdzą teraz.
w miarę pojawiania się kolejnych wskazówek, niektóre wydają się być sprzeczne. To sprawiło, że tożsamość prawdziwego zabójcy dinozaurów — wpływ, wulkanizm lub oba — stała się mniej jasna, mówi Paul Renne. Jest geologiem w Berkeley Geochronology Center w Kalifornii.
„Ostatnia dekada pracy tylko utrudniła rozróżnienie między dwoma potencjalnymi przyczynami.”
The smoking gun
jasne jest, że masowe wymieranie miało miejsce około 66 milionów lat temu. Widoczny jest w warstwach skalnych wyznaczających granicę między okresem kredy i paleogenu. Skamieniałości, które kiedyś były obfite, nie pojawiają się już w skałach po tym czasie. Badania skamieniałości znalezionych (lub nie znalezionych) na granicy między tymi dwoma okresami-w skrócie granica K — Pg-pokazują, że około trzy na cztery gatunki roślin i zwierząt wyginęły mniej więcej w tym samym czasie. Obejmowało to wszystko, od okrutnego tyranozaura Rexa po mikroskopijny plankton.
wszystko, co dziś żyje na Ziemi, pochodzi od nielicznych szczęśliwców, którzy przeżyli.
przez lata naukowcy obwiniali wielu podejrzanych o to katastrofalne wymarcie. Niektórzy sugerują globalne plagi. Albo supernowa usmażyła planetę. W 1980 roku zespół naukowców, w tym duet ojciec-syn Luis I Walter Alvarez, poinformował o odkryciu wielu irydu w miejscach na całym świecie. Ten element pojawił się wzdłuż granicy K-Pg.
Iryd jest rzadki w skorupie ziemskiej, ale obfituje w asteroidy i inne skały kosmiczne. Znalezisko było pierwszym twardym dowodem na uderzenie asteroidy. Ale bez krateru hipotezy nie można było potwierdzić.
stosy szczątków uderzeniowych doprowadziły łowców kraterów na Karaiby. Jedenaście lat po publikacji Alvareza naukowcy w końcu zidentyfikowali dymiący Pistolet-Ukryty Krater.
okrążył nadbrzeżne meksykańskie miasto Chicxulub Puerto. (Krater faktycznie został odkryty pod koniec lat 70-tych przez naukowców z koncernów naftowych. Wykorzystali różnice w grawitacji Ziemi do wizualizacji konturu krateru o szerokości 180 kilometrów. Wieść o tym znalezisku przez lata nie docierała jednak do łowców kraterów.) Opierając się częściowo na wielkości rozdziawionej depresji, naukowcy oszacowali wielkość oddziaływania. Uznali, że uwolniła 10 miliardów razy więcej energii niż bomba atomowa zrzucona na Hiroszimę w Japonii w 1945 roku.
pozostały jednak pytania o to, jak ten wpływ mógł spowodować tak wiele śmierci i zniszczeń na całym świecie.
teraz wydaje się, że sam wybuch nie był wielkim zabójcą w scenariuszu uderzenia. Nastała ciemność.
nieuchwytna noc
ziemia zatrzęsła się. Potężne podmuchy wzburzały atmosferę. Gruz spadł z nieba. Sadza i pył, wyrzucone przez uderzenie i wynikające z tego pożary, wypełniły niebo. Ta sadza i pył zaczęły rozprzestrzeniać się jak gigantyczny Cień blokujący światło słoneczne na całej planecie.
jak długo trwała ciemność? Niektórzy naukowcy oszacowali, że było to od kilku miesięcy do lat. Ale nowy model komputerowy daje naukowcom lepsze poczucie tego, co się stało.
symulował długość i nasilenie globalnego odnowienia. I to musiało być naprawdę dramatyczne-relacjonuje Clay Tabor. Pracuje w National Center for Atmospheric Research w Boulder, Colo. Jako paleoklimatolog bada starożytne klimaty. On i jego koledzy zrekonstruowali rodzaj cyfrowego miejsca zbrodni. Była to jedna z najbardziej szczegółowych symulacji komputerowych, jakie kiedykolwiek przeprowadzono, dotyczących wpływu oddziaływania na klimat.
symulacja rozpoczyna się od oszacowania klimatu przed rozbiciem. Naukowcy ustalili, jaki może być ten klimat na podstawie geologicznych dowodów starożytnych roślin i poziomu atmosferycznego dwutlenku węgla. Potem pojawia się sadza. Wysokie szacunki sadzy wynoszą około 70 miliardów ton metrycznych (około 77 miliardów amerykańskich krótkich ton). Liczba ta wynika z wielkości i globalnego wpływu. I jest ogromny. To równowartość około 211 000 Empire State Buildings!
przez dwa lata żadne światło nie docierało do powierzchni Ziemi, jak pokazuje symulacja. Żadnej części powierzchni Ziemi! Globalne temperatury spadły o 16 stopni Celsjusza (30 stopni Fahrenheita). Lód arktyczny rozprzestrzenił się na południe. Tabor podzielił się tym dramatycznym scenariuszem we wrześniu 2016 roku w Denver w Colo. na dorocznym spotkaniu Geological Society of America.
niektóre obszary byłyby szczególnie dotknięte, sugeruje praca Tabor. Temperatura spadła na Oceanie Spokojnym, wokół równika. Tymczasem Przybrzeżna Antarktyda ledwo ochłodziła się. Obszary śródlądowe na ogół radziły sobie gorzej niż przybrzeżne. Te podziały mogą pomóc wyjaśnić, dlaczego niektóre gatunki i ekosystemy przetrwały wpływ, podczas gdy inne wymarły, mówi Tabor.
sześć lat po zderzeniu słońce powróciło do poziomu typowego dla warunków przed zderzeniem. Dwa lata później temperatura ziemi ociepliła się do poziomów wyższych niż było to typowe przed uderzeniem. Następnie cały węgiel wyrzucony w powietrze przez uderzenie odniósł skutek. Działał jak koc izolacyjny nad planetą. A kula ziemska ogrzała się o kilka stopni bardziej.
dowód mroźnej ciemności jest w skale. Lokalne temperatury powierzchni morza modyfikują cząsteczki lipidów (tłuszczów) w błonach starożytnych drobnoustrojów. Skamieniałe szczątki tych lipidów zapewniają zapis temperatury-donosi Johan Vellekoop. Jest geologiem na Uniwersytecie w Leuven w Belgii. Skamieniałe lipidy w stanie New Jersey sugerują, że temperatury tam spadły o 3 stopnie C (około 5 stopni F) po uderzeniu. Vellekoop i współpracownicy podzielili się swoimi szacunkami w geologii czerwca 2016.
podobne nagłe spadki temperatury plus zaciemnione niebo zabiły Rośliny i inne gatunki, które odżywiają resztę sieci pokarmowej, mówi Vellekoop. „Przyciemnij światło, a cały ekosystem się zawali.”
zimna ciemność była najgroźniejszą bronią uderzenia. Kilka nieszczęsnych stworzeń zmarło jednak zbyt wcześnie, by być tego świadkiem.
historia trwa poniżej obrazka.
Pochowany żywcem
starożytny cmentarz obejmuje połacie Montany, Wyoming i Dakotów. Nazywa się formacja Hell Creek. To setki kilometrów kwadratowych raju łowców skamielin. Erozja odkryła kości dinozaurów. Niektóre juta z ziemi, gotowe do wyrwania i badania.
Robert DePalma jest paleontologiem w Palm Beach Museum of Natural History na Florydzie. Pracował w dry Hell Creek badlands, tysiące kilometrów od krateru Chicxulub. I tam znalazł coś zaskakującego-oznaki tsunami.
dowody na ogromne tsunami generowane przez uderzenie Chicxulub zostały wcześniej znalezione tylko wokół Zatoki Meksykańskiej. Nigdy nie widziano go tak daleko na północy, ani tak daleko w głębi lądu. Ale objawy dewastacji tsunami były jasne, mówi DePalma. Rwąca woda zrzuciła osad na krajobraz. Szczątki pochodziły z pobliskiego Zachodniego Brzegu wewnętrznego. Ten zbiornik wodny przecinał niegdyś Amerykę Północną od Teksasu po Ocean Arktyczny.
osad zawierał iryd i szkliste szczątki, które powstały ze skały wyparowanej przez uderzenie. Zawierał także skamieniałości gatunków morskich, takich jak amonity snaillike. Zostały one przeniesione z drogi morskiej.
i dowody na tym nie poprzestały.
na zebraniu Towarzystwa Geologicznego w zeszłym roku, DePalma wyciągnęła slajdy skamieniałości ryb znalezionych wewnątrz złóż tsunami. „To są trupy”, powiedział. „Jeśli zespół podchodzi do spalonego budynku, skąd wiedzą, czy facet zginął przed lub w trakcie pożaru? Szukasz węgla i sadzy w płucach. W tym przypadku ryby mają skrzela, więc je sprawdziliśmy.”
skrzela były wypełnione szkłem od uderzenia. Oznacza to, że ryby żyły i pływały, gdy asteroida uderzyła. Ryby żyły aż do momentu, gdy tsunami przepchnęło krajobraz. Zmiażdżył ryby pod gruzami. Te nieszczęsne ryby, jak mówi DePalma, są pierwszymi znanymi bezpośrednimi ofiarami uderzenia Chicxulub.
zmiany klimatyczne i wylesianie, które nastąpiły później, wymagały więcej czasu, aby wyrządzić szkody.
tuż pod wypełnionymi rybami złożami tsunami było kolejne niesamowite znalezisko: ślady dinozaurów z dwóch gatunków. Jan Smit jest naukowcem na Uniwersytecie Vu w Amsterdamie w Holandii. „Te dinozaury uciekały i żyły, zanim zostały uderzone przez tsunami”, mówi. „Cały ekosystem w Hell Creek żył i kopał do ostatniej chwili. W żaden sposób nie był na spadku.”
nowe dowody z formacji Hell Creek potwierdzają, że większość zgonów w tym czasie była spowodowana uderzeniem Chicxulub, twierdzi Smit. „Byłem w 99 procentach pewien, że to wpływ. A teraz, gdy znaleźliśmy ten dowód, jestem na 99,5% pewien.”
podczas gdy wielu innych naukowców podziela pewność Smita, rosnąca frakcja nie. Pojawiające się dowody potwierdzają alternatywną hipotezę o zgonie dinozaurów. Ich upadek mógł nastąpić przynajmniej częściowo z głębi ziemi.
śmierć z dołu
na długo przed uderzeniem Chicxulub, po drugiej stronie planety miała miejsce Inna katastrofa. Wtedy Indie były własnym lądem w pobliżu Madagaskaru (u wschodnich wybrzeży dzisiejszej Afryki). Wybuchy wulkanów Deccan ostatecznie odbijają się około 1.3 milionów kilometrów sześciennych (300,000 Mil sześciennych) stopionej skały i gruzu. To więcej niż materiał, by pochować Alaskę na wysokość najwyższego wieżowca świata. Gazy wyrzucane przez podobne wylewy wulkaniczne zostały powiązane z innymi poważnymi wydarzeniami wymierania.
badacze ustalili wiek kryształów osadzonych w przepływach lawy Dekanu. Pokazują one, że większość erupcji rozpoczęła się około 250 000 lat przed uderzeniem Chicxulub. I trwało to do około 500 000 lat po nim. Oznacza to, że erupcje szalały na szczycie wymierania.
ta nowa linia czasu daje wiarę tym, którzy wątpią, że wpływ Chicxulub był główną przyczyną wydarzenia wymierania.
„wulkanizm Deccan jest znacznie bardziej niebezpieczny dla życia na Ziemi niż uderzenie” – mówi Gerta Keller. Jest paleontologiem na Uniwersytecie Princeton w New Jersey. Ostatnie badania pokazują, jak szkodliwe. W ten sam sposób, w jaki iridium oznacza fallout z uderzenia Chicxulub, wulkanizm Deccan ma własną wizytówkę. Jest to pierwiastek rtęci.
Większość rtęci w środowisku pochodzi z wulkanów. Duże erupcje kaszel ton elementu. Deccan nie był wyjątkiem. Większość erupcji Dekanu uwolniła w sumie od 99 milionów do 178 milionów ton metrycznych (około 109 milionów i 196 milionów amerykańskich krótkich ton) rtęci. Chicxulub wydał tylko ułamek tego.
cały ten Merkury zostawił ślad. Występuje w południowo-zachodniej Francji i gdzie indziej. Zespół badawczy odkrył wiele rtęci, na przykład w osadach położonych przed uderzeniem. Te same osady trzymały również inną wskazówkę-skamieniałe skorupy planktonu (małych pływających organizmów morskich) z czasów dinozaurów. W przeciwieństwie do zdrowych muszli, okazy te są cienkie i pęknięte. Naukowcy poinformowali o tym w geologii z lutego 2016 roku.
kawałki skorupy sugerują, że dwutlenek węgla uwalniany przez erupcje Dekanu sprawił, że oceany były zbyt kwaśne dla niektórych stworzeń, mówi Thierry Adatte. Jest geologiem na Uniwersytecie w Lozannie w Szwajcarii. Był współautorem badań z Kellerem.
„przeżycie było dla tych stworzeń bardzo trudne” – mówi Keller. Plankton stanowi podstawę ekosystemu oceanicznego. Ich upadek wstrząsnął całą siecią żywności, podejrzewa. (Podobny trend dzieje się dzisiaj, ponieważ woda morska wchłania dwutlenek węgla ze spalania paliw kopalnych.), A ponieważ wody stały się bardziej kwaśne, zwierzęta potrzebowały więcej energii, aby ich muszle.
Wspólnicy w zbrodni
erupcje Dekanu sieją spustoszenie w przynajmniej części Antarktydy. Naukowcy przeanalizowali skład chemiczny muszli z 29 gatunków małży na kontynentalnej wyspie Seymour. Chemikalia muszli różnią się w zależności od temperatury w czasie ich produkcji. To pozwoliło naukowcom zebrać około 3.5-milionowy zapis zmian temperatury Antarktydy w czasie wymierania dinozaurów.
po rozpoczęciu erupcji Dekanu i wynikającym z tego wzrostem atmosferycznego dwutlenku węgla, lokalne temperatury ociepliły się o 7,8 stopni C (14 stopni F). Zespół poinformował o tych wynikach w lipcu 2016 Nature Communications.
około 150 000 lat później druga, mniejsza Faza ocieplenia zbiegła się z uderzeniem Chicxulub. Oba te okresy ocieplenia odpowiadały wysokim wskaźnikom wymierania na wyspie.
„wszyscy nie żyli tylko szczęśliwie, a potem bum, ten wpływ pojawił się znikąd” – mówi Sierra Petersen. Jest geochemikiem na University of Michigan w Ann Arbor. Pracowała również nad tym opracowaniem. Rośliny i zwierzęta ” były już pod wpływem stresu i nie miały wielkiego dnia. A ten wpływ ma miejsce i popycha ich na szczyt”, mówi.
obie katastrofy przyczyniły się do wymierania. „Każdy z nich spowodowałby jakieś wyginięcie”, mówi. „Ale takie masowe wymieranie jest spowodowane połączeniem obu wydarzeń”, podsumowuje teraz.
nie wszyscy się zgadzają.
zauważając, że niektóre części świata zostały dotknięte erupcjami Dekanu, zanim wpływ nie wystarczy, aby pokazać, że życie było wtedy zestresowane, mówi Joanna Morgan. Jest geofizykiem w Imperial College London w Anglii. Dowody kopalne w wielu obszarach, jak mówi, sugerują, że życie morskie kwitło aż do uderzenia.
ale może pech nie był powodem, dla którego dinozaury napotkały dwie niszczycielskie katastrofy naraz. Być może wpływ i wulkanizm były związane, niektórzy badacze sugerują. Pomysł nie jest próbą uzyskania wpływu purystów i wielbicieli wulkanu, aby grali ładnie. Wulkany często wybuchają po dużych trzęsieniach ziemi. Stało się to w 1960 roku. Erupcja Cordón-Caulle w Chile rozpoczęła się dwa dni po pobliskim trzęsieniu o sile 9.5. Sejsmiczne fale uderzeniowe z uderzenia Chicxulub potencjalnie osiągnęły jeszcze wyższy-wielkość 10 lub więcej, mówi Renne.
on i jego koledzy prześledzili intensywność wulkanizmu w czasie uderzenia. Erupcje przed i po nim trwały nieprzerwanie przez 91 000 lat. Renne poinformował, że w kwietniu ubiegłego roku na spotkaniu w Wiedniu, Austria Europejskiej Unii Nauk Geologicznych. Charakter erupcji zmienił się jednak w ciągu 50,000 lat przed lub po uderzeniu. Ilość wybuchł materiału skoczył z 0.2 do 0.6 kilometr sześcienny (0.05 do 0.14 Mil sześciennych) rocznie. Coś musiało zmienić hydraulikę wulkaniczną, mówi.
w 2015 r.Renne i jego zespół oficjalnie przedstawili w nauce hipotezę wymierania jednego-dwóch uderzeń. Szok uderzenia złamał skałę otaczającą magmę Deccan, zaproponowali. To pozwoliło stopionej skale rozszerzyć i ewentualnie powiększyć lub połączyć Komory magmowe. Rozpuszczone gazy w magmie tworzą pęcherzyki. Te pęcherzyki napędzały materiał w górę, jak w potrząsanej puszce po napojach.
fizyka stojąca za tym uderzeniem-wulkanem nie jest stanowcza-twierdzą naukowcy po obu stronach debaty. To prawda, zwłaszcza, że Deccan i miejsce uderzenia były tak odległe od siebie. „To wszystko domysły i być może pobożne życzenia”, mówi Keller z Princeton.
Sean Gulick też nie jest przekonany. Mówi, że dowodów tam nie ma. Jest geofizykiem na University of Texas at Austin. „Szukają innego wyjaśnienia, kiedy jest już oczywiste” – mówi. „Wpływ zrobił to sam.”
w nadchodzących miesiącach i latach, ulepszone symulacje komputerowe zagłady dinozaurów — i trwające badania skał Chicxulub i Deccan — mogą jeszcze bardziej wstrząsnąć debatą. Na razie ostateczny werdykt w sprawie oskarżonego mordercy byłby trudny-przewiduje Renne.
oba wydarzenia zniszczyły planetę w podobny sposób mniej więcej w tym samym czasie. „Nie jest już łatwo odróżnić te dwie rzeczy”, mówi. Na razie sprawa zabójcy dinozaurów pozostanie nierozwiązaną tajemnicą.