under det turkosa vattnet i Mexikos Yucat Usbonnhalvön ligger platsen för ett massmord för länge sedan. I ett geologiskt ögonblick utrotades de flesta av världens djur-och växtarter. Genom att borra genom hundratals meter sten har utredarna äntligen nått det” fotavtryck ” som den anklagade lämnat. Det fotavtrycket markerar jordens mest ökända rymdrockpåverkan.
känd som Chicxulub (CHEEK-shuh-loob), det är dinosauriemördaren.
forskare samlar den mest detaljerade tidslinjen hittills av dino-apokalypsen. De ger ny granskning till kontrollampa fingeravtryck kvar av den ödesdigra händelsen så länge sedan. På slagplatsen kraschade en asteroid (eller kanske en komet) på jordens yta. Berg bildades på bara några minuter. I Nordamerika begravde en hög tsunami växter och djur under tjocka högar av spillror. Lofted skräp mörknade himmel runt om i världen. Planeten kyldes-och stannade så i flera år.
men asteroiden kanske inte har agerat ensam.
livet kan redan ha varit i trubbel. Växande bevis pekar på en supervolcanic medbrottsling. Utsvämningar i det som nu är Indien spydde ut smält sten och kaustiska gaser. Dessa kan ha försurat oceanerna. Allt detta kunde ha destabiliserat ekosystem långt före och efter asteroiden. Skakningen av den effekten kan till och med ha ökat utbrotten, hävdar vissa forskare nu.
som fler ledtrådar har dykt upp, vissa verkar konflikt. Det har gjort identiteten på dinosauriernas sanna mördare – en inverkan, vulkanism eller båda — mindre tydlig, säger Paul Renne. Han är geoscientist vid Berkeley Geochronology Center i Kalifornien.
” när vi har förbättrat vår förståelse för tidpunkten har vi inte löst detaljerna”, säger han. ”Det senaste decenniet av arbetet har bara gjort det svårare att skilja mellan de två potentiella orsakerna.”
rökpistolen
det som är klart är att en massiv död ägde rum för cirka 66 miljoner år sedan. Det är synligt i bergskikten som markerar gränsen mellan krita och paleogen perioder. Fossiler som en gång var rikliga visas inte längre i stenar efter den tiden. Studier av fossiler som hittades (eller inte hittades) över gränsen mellan dessa två perioder — förkortat k-Pg — gränsen-visar att cirka tre av fyra växt-och djurarter utrotades ungefär samtidigt. Detta inkluderade allt från den grymma Tyrannosaurus rex till mikroskopisk plankton.
allt som lever på jorden idag spårar sitt anor till de få lyckliga överlevande.
under åren har forskare skyllt många misstänkta för denna katastrofala utdöende. Några har föreslagit globala plågor slog. Eller kanske en supernova stekte planeten. I 1980 rapporterade ett team av forskare inklusive far-son duo Luis och Walter Alvarez att upptäcka massor av iridium på platser över hela världen. Det elementet dök upp längs k-Pg-gränsen.
Iridium är sällsynt i jordskorpan, men rikligt i asteroider och andra rymdstenar. Upptäckten markerade det första hårda beviset för en mördare-asteroidpåverkan. Men utan en krater kunde hypotesen inte bekräftas.
högar av slagavfall ledde kraterjägare till Karibien. Elva år efter Alvarez — tidningen identifierade forskare äntligen rökpistolen-den dolda kratern.
det cirklade den mexikanska kuststaden Chicxulub Puerto. (Kratern hade faktiskt upptäckts i slutet av 1970-talet av oljebolagsforskare. De hade använt variationer i jordens gravitation för att visualisera kraterens 180 kilometer breda kontur. Ordet om det fyndet nådde dock inte kraterjägare på flera år.) Baserat delvis på depressionens Gapande storlek uppskattade forskare storleken på effekten. De tänkte att det måste ha släppt 10 miljarder gånger så mycket energi som kärnbomben släppte på Hiroshima, Japan, 1945.
det är stort.
frågor har dock kvar om hur påverkan kan ha orsakat så mycket död och förstörelse över hela världen.
det verkar nu som att sprängningen själv inte var den stora mördaren i konsekvensscenariot. Det var mörkret som följde.
oundviklig natt
marken skakade. Kraftfulla vindar roiled atmosfären. Skräp regnade från himlen. Sot och damm, spydde av påverkan och resulterande bränder, fyllde himlen. Den sot och damm började sedan sprida sig som en jätte solljusblockerande nyans över hela planeten.
hur länge varade mörkret? Vissa forskare hade uppskattat att det var allt från några månader till år. Men en ny datormodell ger forskare en bättre känsla av vad som hände.
det simulerade längden och svårighetsgraden av den globala nedkylningen. Och det måste ha varit riktigt dramatiskt, rapporterar Clay Tabor. Han arbetar på National Center for Atmospheric Research i Boulder, Colo. Som paleoklimatolog studerar han gamla klimat. Och han och hans kollegor har rekonstruerat en slags digital brottsplats. Det var en av de mest detaljerade datorsimuleringar som någonsin gjorts av påverkan på klimatet.
simuleringen börjar med att uppskatta klimatet före smash-up. Forskarna bestämde vad det klimatet kan vara från geologiska bevis på gamla växter och nivåer av atmosfärisk koldioxid. Sedan kommer sotet. En avancerad uppskattning av sot uppgår till cirka 70 miljarder ton (cirka 77 miljarder amerikanska korta ton). Det numret är baserat på effektens storlek och globala nedfall. Och det är enormt. Det är motsvarande vikt på cirka 211 000 Empire State Buildings!
under två år nådde inget ljus jordens yta, visar simuleringen. Inte någon del av jordens yta! Globala temperaturer sjönk 16 grader Celsius (30 grader Fahrenheit). Arktisk is sprids söderut. Tabor delade detta dramatiska scenario i September 2016 i Denver, Colo. vid det årliga mötet i Geological Society of America.
vissa områden skulle ha drabbats särskilt hårt, föreslår Tabors arbete. Temperaturen nosedived i Stilla havet, runt ekvatorn. Under tiden kyldes kustnära Antarktis knappt. Inlandsområden gick i allmänhet sämre än kustområden. Dessa klyftor kan hjälpa till att förklara varför vissa arter och ekosystem väder ut påverkan medan andra dog av, säger Tabor.
sex år efter påverkan återvände solskenet till nivåer som är typiska för förhållanden före påverkan. Två år efter det värmdes landtemperaturerna till nivåer högre än vad som var typiskt före påverkan. Sedan kastade allt kol i luften av påverkan trädde i kraft. Det fungerade som en isolerande filt över planeten. Och världen värmde slutligen flera grader mer.
bevis på det chillande mörkret finns i rockrekordet. Lokala havsytemperaturer modifierade lipid (fett) molekyler i membran av gamla mikrober. De fossila resterna av dessa lipider ger en temperaturrekord, rapporterar Johan Vellekoop. Han är geolog vid universitetet i Leuven i Belgien. Fossiliserade lipider i det som nu är New Jersey tyder på att temperaturerna där sjönk 3 grader C (cirka 5 grader F) efter påverkan. Vellekoop och kollegor delade sina uppskattningar i juni 2016 Geologi.
liknande plötsliga temperaturfall plus mörkare himmel dödade växter och andra arter som ger näring åt resten av matbanan, säger Vellekoop. ”Dämpa lamporna och hela ekosystemet kollapsar.”
det kalla mörkret var impacts dödligaste vapen. Några olyckliga critters dog dock för tidigt för att bevittna det.
Berättelsen fortsätter under bilden.
levande begravd
en gammal kyrkogård täcker strängar av Montana, Wyoming och Dakotas. Det kallas Hell Creek Formation. Och det är hundratals kvadratkilometer (kvadrat miles) av ett fossilt jägarparadis. Erosion har upptäckt dinosaurieben. Vissa sticker ut ur marken, redo att plockas och studeras.
Robert DePalma är en paleontolog med Palm Beach Museum of Natural History i Florida. Han har arbetat i dry Hell Creek badlands, tusentals kilometer bort från Chicxulub-kratern. Och där har han hittat något överraskande-tecken på en tsunami.
bevis på den superstora tsunamin som genererades av Chicxulub-påverkan hade tidigare hittats endast runt Mexikanska golfen. Det hade aldrig sett så långt norrut eller så långt inåt landet. Men symtomen på tsunamiförstörelse var tydliga, säger DePalma. Det rusande vattnet dumpade sediment på landskapet. Skräpet härstammar från den närliggande Västra inre sjövägen. Denna vattenkropp skar en gång över Nordamerika från Texas till Arktis.
sedimentet innehöll iridium och glasartat skräp som bildades av sten förångad av påverkan. Det innehöll också fossiler av havsarter som snaillike ammoniter. De hade transporterats från sjövägen.
och bevisen slutade inte där.
vid geological society-mötet förra året drog DePalma upp bilder av fiskfossiler som hittades i tsunamiavlagringarna. ”Det här är de döda kropparna”, sa han. ”Om ett lag går över till en utbränd byggnad, Hur vet de om killen dog före eller under elden? Du letar efter kol och sot i lungorna. I det här fallet har fisk gälar, så vi kollade dem ut.”
gälarna var packade med glas från påverkan. Det betyder att fisken levde och simmade när asteroiden träffade. Fisken hade levt fram till det ögonblick som tsunamin drev över landskapet. Det krossade fisken under skräp. De olyckliga Fiskarna, säger DePalma, är de första kända direkta offren för Chicxulub-påverkan.
klimatförändringen och avskogningen som följde tog längre tid att göra sina skador.
strax under de fiskfyllda tsunamiavlagringarna var ett annat fantastiskt fynd: dinosauriespår från två arter. Jan Smit är en jordforskare vid VU University Amsterdam i Nederländerna. ”Dessa dinosaurier sprang och levde innan de drabbades av tsunamin”, säger han. ”Hela ekosystemet i Hell Creek levde och sparkade fram till sista stund. På något sätt var det på nedgång.”
de nya bevisen från Hell Creek-formationen bekräftar att de flesta dödsfallen vid den tiden orsakades av Chicxulub-påverkan, hävdar Smit nu. ”Jag var 99 procent säker på att det var effekten. Och nu när vi har hittat detta bevis är jag 99,5 procent säker.”
medan många andra forskare delar Smit: s säkerhet, gör en växande fraktion inte. Nya bevis stöder en alternativ hypotes för dinosauriernas bortgång. Deras undergång kan ha kommit åtminstone delvis från djupt inne i jorden.
död underifrån
långt före Chicxulub-påverkan pågick en annan katastrof på andra sidan planeten. Då var Indien sin egen landmassa nära Madagaskar (utanför östkusten i det som nu är Afrika). De Deccan vulkanutbrott där skulle slutligen belch ut några 1,3 miljoner kubik kilometer (300 000 kubik miles) av smält sten och skräp. Det är mer än tillräckligt med material för att begrava Alaska till höjden av världens högsta skyskrapa. Gaser spydde av liknande vulkaniska utgjutelser har kopplats till andra stora utrotningshändelser.
forskare bestämde åldrarna av kristaller inbäddade i Deccan lavaflöden. Dessa visar att de flesta utbrotten började ungefär 250 000 år före Chicxulub-påverkan. Och de fortsatte fram till cirka 500 000 år efter det. Detta innebär att utbrotten rasade på utrotningshöjden.
denna nya tidslinje ger trovärdighet till dem som tvivlar på att Chicxulub-effekten var den främsta orsaken till utrotningshändelsen.
”Deccan vulkanism är mycket farligare för livet på jorden än en inverkan”, säger Gerta Keller. Hon är paleontolog vid Princeton University i New Jersey. Ny forskning visar hur skadlig. På samma sätt som iridium markerar nedfall från Chicxulub-påverkan, har Deccan-vulkanismen ett eget telefonkort. Det är elementet kvicksilver.
mest kvicksilver i miljön härstammar från vulkaner. Stora utbrott hostar upp massor av elementet. Deccan var inget undantag. Huvuddelen av Deccan-utbrotten släppte totalt mellan 99 miljoner och 178 miljoner ton (cirka 109 miljoner och 196 miljoner amerikanska korta ton) kvicksilver. Chicxulub släppte bara en bråkdel av det.
allt som kvicksilver lämnade ett märke. Det dyker upp i sydvästra Frankrike och på andra håll. En forskargrupp upptäckte massor av kvicksilver, till exempel, i sediment som fastställts före påverkan. Samma sediment innehöll också en annan ledtråd — de fossiliserade skalen av plankton (små flytande havsorganismer) från dinosauriedagarna. Till skillnad från friska skal är dessa exemplar tunna och knäckta. Forskarna rapporterade detta i februari 2016 Geologi.
skalstyckena tyder på att koldioxid som släpptes av Deccan-utbrotten gjorde oceanerna för sura för vissa varelser, säger Thierry Adatte. Han är geoscientist vid universitetet i Lausanne i Schweiz. Han var medförfattare till studien med Keller.
”överlevnad blev mycket svårt för dessa critters”, säger Keller. Plankton utgör grunden för havets ekosystem. Deras nedgång skramlade hela matnätet, misstänker hon. (En liknande trend händer idag när havsvatten suger upp koldioxid från förbränning av fossila bränslen.) Och när vattnet blev surare tog det djuren mer energi att göra sina skal.
Partners in crime
Deccan-utbrotten orsakade kaos i åtminstone en del av Antarktis. Forskare analyserade den kemiska sminken av skal från 29 clamlike skaldjursarter på kontinentens Seymour Island. Skalens kemikalier varierar beroende på temperaturen vid den tidpunkt då de gjordes. Det låter forskarna montera en ungefär 3.5 miljoner år rekord av hur Antarktis temperaturer förändrats runt tiden för dinosaurieutrotningen.
efter början av Deccan-utbrotten och den resulterande ökningen av atmosfärisk koldioxid värmdes lokala temperaturer cirka 7,8 grader C (14 grader F). Teamet rapporterade dessa resultat i juli 2016 Nature Communications.
cirka 150 000 år senare sammanföll en andra, mindre uppvärmningsfas med Chicxulub-effekten. Båda dessa uppvärmningsperioder motsvarade höga utrotningshastigheter på ön.
”alla levde inte bara lyckligt, och sedan boom, denna inverkan kom från ingenstans”, säger Sierra Petersen. Hon är geokemist vid University of Michigan i Ann Arbor. Hon arbetade också med denna studie. Växter och djur ”var redan stressade och hade inte en bra dag. Och denna inverkan händer och driver dem över toppen”, säger hon.
båda katastrofala händelserna var stora bidragsgivare till utrotningarna. ”Endera skulle ha orsakat viss utrotning”, säger hon. ”Men en sådan massutrotning beror på en kombination av båda händelserna”, avslutar hon nu.
inte alla håller med.
att notera att vissa delar av världen påverkades av Deccan-utbrotten innan påverkan inte räcker för att visa att livet totalt sett stressades då, säger Joanna Morgan. Hon är geofysiker vid Imperial College London i England. Fossila bevis på många områden, säger hon, föreslår att havslivet blomstrade fram till påverkan.
men kanske otur var inte anledningen till att dinosaurierna stötte på två förödande katastrofer på en gång. Kanske påverkan och vulkanismen var relaterade, föreslår vissa forskare. Tanken är inte ett försök att få impact purists och volcano devotees att spela bra. Vulkaner bryter ofta ut efter stora jordbävningar. Detta hände 1960. Cord-Caulle-utbrottet i Chile började två dagar efter en närliggande Magnitud-9,5 jordbävning. De seismiska chockvågorna från Chicxulub — effekten nådde potentiellt ännu högre-en magnitud 10 eller mer, säger Renne.
han och hans kollegor har spårat vulkanismens intensitet under påverkan. Utsvämningar före och efter det fortsatte oavbrutet i 91 000 år. Renne rapporterade det i April förra året vid ett möte i Wien, Österrike i European Geosciences Union. Utbrottets natur förändrades dock inom 50 000 år före eller efter påverkan. Mängden utbrutet material hoppade från 0,2 till 0,6 kubik kilometer (0,05 till 0,14 kubik mil) årligen. Något måste ha förändrat den vulkaniska VVS, säger han.
år 2015 skisserade Renne och hans team formellt sin en-två punchutrotningshypotes i vetenskapen. Chocken av påverkan bröt berget som omsluter Deccan magma, föreslog de. Det gjorde det möjligt för den smälta klippan att expandera och eventuellt förstora eller kombinera magmakammare. Upplösta gaser i magma bildade bubblor. Dessa bubblor drivs material uppåt som i en skakad läskburk.
fysiken bakom denna impact-volcano combo är inte fast, säger forskare på båda sidor av debatten. Det är sant särskilt för att Deccan och slagplatsen var så avlägsna från varandra. ”Det här är allt gissning och kanske önsketänkande”, säger Princetons Keller.
Sean Gulick är inte heller övertygad. Han säger att bevisen inte finns där. Han är geofysiker vid University of Texas i Austin. ”De jagar efter en annan förklaring när det redan finns en uppenbar,” säger han. ”Effekten gjorde det ensam.”
under de kommande månaderna och åren kan förbättrade datorsimuleringar av dinosauriedomdagen — och pågående studier av Chicxulub och Deccan — stenar-ytterligare skaka upp debatten. För närvarande skulle en definitiv skyldig dom på endera anklagad mördare vara svår, förutspår Renne.
båda händelserna förstörde planeten på liknande sätt ungefär samtidigt. ”Det är inte längre lätt att skilja mellan de två”, säger han. För närvarande kommer åtminstone fallet med dinosauriemördaren att förbli ett olöst mysterium.