Всички знаят, че удар с астероиди изтри динозаврите, нали? Множество доказателства показват, че събитието с въздействието на Chicxulub имаше ужасни последици за динозаврите. Но картината е малко по-сложна от това. Изключителната вулканична активност може да е допринесла за изчезването.
В края на периода Креда, преди около 66 милиона години, динозаврите са изчезнали. И не само динозаврите; около 75% от всички растения и животни са изчезнали. Птичните динозаври оцеляват.
В същото време масивен астероид или комета се блъсна в земния полуостров Юкатан, в днешно Мексико. Наречен на ударното събитие Chicxulub, той замъгля атмосферата с водна пара и с особено дълготраен прах, поради структурата и вида на скалата на мястото на удара.
Лесно е да се заключи, че Chicxulub е причинил изчезването. Има много доказателства извън самия сайт за въздействие.
На първо място, самото изчезване се нарича Кредо-Палеогенно изчезване (K-Pg изчезване), тъй като бележи края на ерата на Кредата и началото на палеогеновия период. (Нарича се още Кредо-третично изчезване (K-T изчезване).
Геоложкият запис съдържа слой от утайки от преди 66 милиона години, наречен граница K-Pg. Границата на K-Pg присъства както в морските, така и в земните скали по света. Той съдържа много метален иридий, който е рядък на Земята, но изобилства от астероиди. Изводът е, че въздействието на Chicxulub се разпространи иридий в атмосферата в световен мащаб, а сега се запазва в геологията на Земята, един вид пушечно средство за удар.
Но има все повече доказателства, че вулканичните изригвания са допринесли за масовото изчезване преди 66 милиона години и това доказателство идва от скална формация, наречена Деканови капани. Ново проучване засилва връзката между изчезването на K-Pg и вулканичната активност, предизвикала Декановите капани.
Декановите капани е регион в Индия, известен като голяма магматична провинция. Това е една от най-големите вулканични характеристики на Земята. Капаните са множество слоеве от базалтова лава и всички заедно са с дебелина повече от 2 км. Декановите капани покриват площ от 500 000 км. кв. (200 000 мили. кв.), макар че по едно време те са покрили 1,5 милиона кв. км. (600 000 милиона кв.) Обемът на лавата е 1 милион кубически км (200 000 кубически мили.)
Името „Капани“ идва от шведската дума „trappa“, която означава стълби. Тя се отнася до стъпаловидната структура в пейзажа на региона.
В тези Капани има повече от рок. Количеството вулканична активност, необходимо за създаване на капаните на Декано, би замърсило атмосферата с отровни газове. Сега двама геолози от университета в Принстън изградиха по-силна връзка между капаните на Декан и изчезването на K-Pg с първата времева граница с висока разделителна способност за изригванията, които създадоха капаните на Декан в Индия. Техните изследвания се появяват в броя на 22 февруари на Science.
Двамата учени са Блеър Шоуен и Герта Келер, и двамата от университета в Принстън. Те ръководеха международен екип за това проучване, който се опита да запознае различните слоеве на капаните на Декано по-точно от всякога.
„Всеки е чувал, че динозаврите са умрели от астероид, удрящ Земята“, казва Шьойн, доцент по геоложки науки. „Това, което много хора не осъзнават, е, че е имало много други масови измиране през последните 500 милиона години и много от тях съвпадат с големи вулканични изливания“ от масивните вулкани, известни като наводнения базалт или големи магматични провинции.
Това не е първият път, когато капаните са замесени в изчезването на K-Pg. Но точността в това ново проучване води до точката.
Усилието да се датират геоложките образувания се нарича геохронология. Геохронологията използва присъщи черти на самите скали, за да открие възрастта им, като обикновено за това се разчита на изотопните съотношения и радиоактивния разпад.
Най-известната геохронологична техника, обикновено наричана датиране на въглерод, използва скоростта на разпадане на радиоактивен въглерод-14, за да намери вкаменелости във възрастта. Но въглеродните датировки работят само за живи тъкани, които са на няколко хиляди години, което го прави полезен за археологията, но не и за 66 милиона годишен базалт.
За скали от времето на масовото изчезване геогеолозите имат няколко възможности за избор на естествено радиоактивни материали. Геохронологията на оран-олово дава много точни епохи, но минералите, съдържащи уран, рядко се срещат в базалт, скалата, която съставя масивните потоци лава в Декановите капани. Циркът, съдържащ уран, е друг метод за датиране на древна скала, но по-често се среща при експлозивни изригвания от вулкани от типа Mount Mount Helens, които имат по-богата на силициев химия химия.
Имайки предвид тези ограничения за запознанства, екипът от учени беше предпазлив да предскаже успеха. Те никога не са предполагали, че първото им пътуване до Декановите капани ще доведе до постигнатите от тях резултати.
„Не мисля, че някой от нас е предполагал, че първото ни пътуване до капаните на Deccan ще доведе до типа набор от данни, който успяхме да произведем“, казва Майк Еди от класа на 2011 г., който вече е докторантичен научен сътрудник в областта на науките. и съавтор на наука хартия.
Но те имаха късмет.
В първите си дни в капаните на Декан, учените събраха проби от това, което се нарича грубозърнести базалт. Базалт е най-разпространеният вид вулканична скала на Земята. Те търсеха проби, съдържащи минерали, съдържащи уран, тъй като радиоактивният разпад на уран е един от основните показатели за геохронология. Отначало те не са открили такива, тъй като такива скали са редки във формации като Декановите капани и по-често срещани във вулканична пепел.
Но след няколко дни те откриха вида на богатите на силициев камък скали, които търсеха.
„По време на първата ни седмица в Индия намерихме корица за пепел с високо съдържание на силициев диоксид между два базалтови потока и нашите колела се завъртяха“, каза Еди. Изследователите знаели, че богатата на силициев диоксид вулканична пепел може лесно да съдържа мъничките кристали на циркона, които запазват радиоактивния уран. „Истинският пробив настъпи ден или два по-късно, когато Блеър осъзна, че изкопаемите почви също могат да събират този вид пепел в малки количества“, каза Еди.
Така екипът промени фокуса си. Вместо това те търсеха пепелните отлагания между базалтовите потоци, търсейки радиоактивния уран вътре в циркона, който се съдържа в пепелта. Уранът прави циркона, а оттам и слоевете пепел, лесно да се актуализира. Като датират слоевете пепел над и под потока на лава, те биха могли по-точно да датират самата лава и датата на изригване.
Екипът прекара три полеви сезона в провинция Декан и изпрати проби от 141 обекта обратно в лабораторията в Принстън. 24 от пробите държаха това, от което се нуждае екипът: кристали, съдържащи уран. Анализът на пробите показа, че капаните на Deccan са създадени от четири различни импулса на изригване. И всеки от тези импулси пишеше гибел за динозаврите и за повечето други форми на живот на Земята по това време.
Всеки път, когато изригне вулкан, той променя атмосферата. Огромни количества сяра и въглероден диоксид се извличат в атмосферата от дългосрочното им секвестриране в скалите. Сярата има краткотраен охлаждащ ефект върху атмосферата, докато въглеродният диоксид има дълготраен ефект на затопляне. Двете комбинирани могат да доведат до промени в див климат.
„Това може да доведе до климатични промени между топлите и студените периоди, които затрудняват наистина живота на Земята“, каза Шоуен. Но за да знаят по-ясно как тези изригвания биха повлияли на живота на Земята, те трябваше да определят времето. Масово количество CO2 ще има много по-различен ефект, ако бъде впръскан в атмосферата след сто години, отколкото ако трябва да се инжектира милион години.
От четирите импулса на изригване, които учените идентифицираха, два от тях се проведоха преди масовите изчезвания. Второто от тези две започва само десетки хиляди години преди въздействието на Chicxulub, което е почти в същия миг в геоложки аспекти. "Първите два импулса ... съответстват на период от време, в който климатът се колебаеше от студено към горещо до студено и много учени смятат, че това показва първоначално нарушаване на климата, което може да е допринесло за масовото изчезване", каза Шоуен. "Нашите данни показват, че може би вторият импулс би могъл да изиграе важна роля в самото изчезване, защото се е случил точно преди него."
„Вулканизмът на Деккан е най-вероятната причина за масовото изчезване на динозаврите“, казва Герта Келер. „Въздействието на Chicxulub може да е допринесло за тяхната смърт, въпреки че времето и екологичните ефекти от това въздействие все още не се определят.“
Друго неотдавнашно проучване, публикувано в същия брой на Science, използва различен метод, за да датира капаните на Декан и излезе с различни дати. Това проучване стигна до заключението, че не е имало четири ясно изразени вулканични импулса, които изследването на Принстън идентифицира и че повече от 90% от обема на Декановите капани изригва за по-малко от 1 милион години. Той също така заключи, че около 75% от това се е случило след изчезването на K-Pg и че изменението на климата в края на Креда съвпада с най-малките фази на изригвания в Декановите капани. Ако беше така, вулканизмът Deccan Trap не би могъл да причини изчезването.
Други учени, осъзнали естеството на въздействието срещу дебата на вулкана, от което това изследване е част, са по-прецизни в своите заключения.
„Като цяло смятам, че този документ е значителен и интересен“, казва Пинчели Хъл, доцент по геология и геофизика в Йейл, който не е участвал в това изследване и който спори срещу ролята на вулкана в масовото изчезване. „Документът е огромен напредък в определянето на времето за изригванията на„ Декановите капани], но как това е свързано с времето на гасенето, все още е основен въпрос, който трябва да бъде решен, за да се разбере каква точно са били съответните роли на вулканизма и въздействието. “
Рядко е, че едно изследване в дълъг ред изследвания поставя научните дебати и това не е различно. Науката прогресира, тъй като учените стават по-добри в измерването на нещата и в мисленето за тях. Това няма да е краят на дебата.
Може да се окаже, че е необходимо едно-две удари, за да предизвика изчезването на K-Pg. Динозаврите може би са били съборени от удара Chicxulub и по пътя си обратно, а след това завинаги съборени от вулкани. Или може би е дори по-сложно от това.
Проучване от 2016 г. показва, че динозавърските видове вече са изчезнали милиони години преди изчезването на K-Pg и че не се появяват нови видове, които да ги заменят. В същото време видовете бозайници стават все по-разнообразни и може би по-добре разположени, за да се адаптират към промените, причинени от вулканичната активност и въздействието на Chicxulub. Може би еволюционно, динозаврите бяха провели курса си, а ударът и вулканите бяха само възклицателната точка.
И може би никога няма да знаем със сигурност.
Източници:
- Прессъобщение: Вулканите убиха ли динозаврите? Новите доказателства сочат „може би.
- Документ за изследване: U-Pb ограничения за импулсно изригване на капаните на Декан през масовото изчезване на края на Креда
- Изследователска книга: Изригващият темп на вулканизма на Декан по отношение на границата на Креда-Палеоген
- Изследователска книга: Динозаврите са в упадък десетки милиони години преди окончателното им изчезване
