I tak wyginęły mamuty

ResearchBlogging.org

Zawsze gdy mowa o wymieraniu gatunków przypomina mi się ten stary dowcip z puentą i tak wyginęły mamuty. Jeśli znacie – powinniści teraz podśmiechiwać pod nosem. Jeśli nie – to przykro mi, ale nie przytoczę go tutaj, bo jest to dowcip wysoce, że tak to ujmę, onomatopeistyczny. Większość gatunków wymiera – czy też może adekwatniejszym określeniem byłoby zanika – tak jak mamuty w dowcipie: po cichu. Od czasu do czasu jednak dochodzi w historii do wydarzeń spektakularnych i masa gatunków wymiera dosłownie i nagle. I z hukiem.

Uderzenie meteorytu w Ziemię – wizja artysty/www.wikipedia.org

Takich wielkich wymierań w historii Ziemi było circa pięć. Pierwsze z nich miało miejsce 440 milionów lat temu – szmat czasu – pod koniec ordowiku. Kolejne wystąpiło pod koniec dewonu (364 milionów lat temu), następne pod koniec permu (245 milionów lat temu), przedostatnie w późnym triasie (200 milionów lat temu) i wreszcie ostatnie – to najsłynniejsze zapewne – 65 milionów lat temu, wymieranie kredowe, które wykończyło do cna 75% ówczesnych gatunków (nie to, żeby wcześniejsze wymierania były łaskawsze), w tym większość dinozaurów, wszystkie pterozaury, plezjozaury i inne zaury, belemnity, amonity, i całą gamę roślin.

Hipotez na temat tego, co spowodowało to wielkie kredowe wymieranie, istnieje conajmniej kilka. Zaś w ciągu ostatniego ćwierćwiecza nagromadzono mnóstwo dowodów mających popierać tę czy inną hipotezę. W ostatnim numerze Science międzynarodowa grupa ekspertów wzięła te wszystkie obserwacje na warsztat i przeprowadziło solidną analizę, aby wykazać, która hipoteza jest prawdziwa. Dzisiaj znamy więc werdykt – dinusie zostały wykończone przez uderzenie asteroidy.

Może więc najpierw słów kilka o tych mniej popularnych hipotezach. Pierwsza z nich wiąże wymieranie ze znaczącym zjawiskiem geologicznym, które miało miejsce ok. 65 milionów lat temu na terenie dzisiejszych Indii. Zjawiskiem tym były wylewy law bazaltowych, na skutek których doszło do utworzenia płaskowyżu Dekan. Ponieważ przez dość długi okres czasu wielu badaczy uważało, że wymieranie kredowe nie było tak gwałtowne, jak się sądzi obecnie, teoria mówiąca, że wzmożone wydzielanie gazu i pyłu do atmosfery w okresie formowania trap Dekanu spowodowało wymieranie kredowe, była dość popularna. Dzisiaj uważa się, że chociaż nie pozostało to bez wpływu na wymieranie gatunków, nie było jednak główną jego przyczyną.

Zawsze popularne są teorie mówiące o asteroidach uderzających w Ziemię, i chociaż to jedna z nich wygląda na tę ostateczną, to jednak nie jest ona jedyną. Teorie te znajdują potwierdzenie w licznych kraterach – ostatnich świadkach upadku obiektów pozaziemskich. Oprócz krateru Chicxulub (o nim później), po uderzeniach meteoroidów pozostały na przykład krater Bołtysz na Ukrainie, krater Silverpit w Morzu Północnym, czy też (nieco kontrowersyjny w tym kontekście) krater Śiwa na zachodnim wybrzeżu Indii.

Kolejna hipoteza głosi, że za wymieranie kredowe odpowiada zjawisko regresji mórz – miało być ono zresztą także przyczyną wymierania pod koniec permu. Cały koncept nie jest jednak do końca zrozumiany i nie bardzo wiadomo, czemu regresja mórz miałaby wywołać masowe wymieranie gatunków lądowych (w przypadku gatunków morskich sprawa jest raczej oczywista).

Zdjęcie pozostałości po Gwieździe Keplera (w fałszywych kolorach) wykonane przez Teleskop Hubble’a/HST-NASA-ESA

Poza serią hipotez geologicznych jest też kilka bardziej nieziemskich. Podejrzewano na przykład, że do wymierania kredowego mógł przyczynić się wybuch sepernowej – ta hipoteza została już jednak obalona. Inną, nieco ekscentryczną hipotezę przedstawiło prawie 25 lat temu dwóch paleontologów, Raup i Sepkoski. Twierdzili oni, że Słońce jest gwiazdą podwójną (jak Syriusz lub bliska nam Alfa Centauri), której towarzysz, nazwany, nomen omen, Nemesis, zbliża się do naszego Układu Słonecznego raz na 26 milionów lat, zaburzając orbity komet z Obłoku Oorta i wybijając je w kierunku Ziemi. Ka-zaam! I mamy grad asteroidów bijących w naszą planetę od Meksyku przez Ukrainę, aż po Indie. Niestety (dla Raupa i Sepkoskiego), lub też na szczęście (dla całej reszty ziemskich żyjątek) nikt nie zaobserwował do tej pory efemerycznej Nemesis. Hipoteza ta pozostaje więc tylko hipotezą.

Pozostaje więc do rozstrzygnięcia hipoteza mówiąca o uderzeniu asteroidu – i w dodatku precyzująca, gdzie ten asteroid w istocie uderzył, bo, jak wspomniałem, miejsc-kandydatów jest kilka. We wspomnianej przeze mnie pracy w Science naukowcy przeanalizowali dane zebrane przez ostatnie kilka dekad, a także najnowsze dane stratygraficzne, mikropaleontologiczne, petrologiczne i geochemiczne. Ogólnie wszystkie iczne, jakie im wpadły w łapska. Głównym kandydatem do miejsca uderzenia stał się krater Chicxulub znajdujący się w Meksyku, na półwyspie Jukatan.

I tak, stanowisk, na których odkryta jest granica K-Pg (tzn. można sobie pooglądać, jak się warstwy różne odkładały w okresie odpowiadającym wymieraniu kredowemu), jest na świecie około 350. Są one podzielone na 4 grupy w zależności od tego, jak daleko znajdują się od krateru Chicxulub. W każdej kolejnej grupie struktura granicy nieco się zmienia – ilość osadów pochodzących z pyłu wybitego do atmosfery przez asteroid zmniejsza się wraz z odległością, sugerując, że upadek asteroidu na Jukatanie był jedynym źródłem tych osadów. Skład tych wartstw odpowiada zresztą składowi geologicznemu skał z rejonu Chicxulub.

I tak dalej, i tym podobne. Rozwodził nad wszystkimi dowodami się nie będę, coby nie powtarzać całej publikacji. Ponadto, jak wiadomo, obraz jest wart tysiąc słów, a ta praca zawiera kilka bardzo ładnych i klarownych grafik, ilustrujących wszystko to, czego ja pewnie nie byłbym w stanie dobrze wytłumaczyć. Niestety nie udało mi się uzyskać pozwolenia na reprint, ale każdemu chętnemu, który zgłosi zapotrzebowanie, służę podesłaniem pracy via mail.

Przejdźmy więc do skutków. Ponieważ naukowcy orzekli, że dowody bezsprzecznie wskazują na asteroidę, która wparowała w Jukatan, jako winnego wymierania kredowego, trzebaby zadać pytanie, co też po jej upadku się wydarzyło… Da się to lepiej lub gorzej określić za pomocą modelowania. Tak więc upadek asteroidy, który spowodował powstanie krateru wielkości Chicxulub, musiałby wywołać trzęsienia ziemi o sile powyżej 11 (aczkolwiek nie praca nie precyzuje, czy chodzi o skalę Richtera czy Mercallego, a ja się nie znam wystarczająco, żeby o tym rozstrzygać. Dość jednak powiedzieć, że musiałby to być trzęsienia niesamowicie silne, jakich ludzkość raczej nigdy nie doświadczyła), zapadnięcie szelfu wokół Jukatanu, a także potężne tsunami pustoszące okoliczne wybrzeża. Okazuje się także, że takie zderzenie byłoby wystarczająco silnie nie tylko, żeby wyrzucić w atmosferę ogromne ilości pyłów, ale także aby rozrzucić je po całym globie.

Wyrzucone w atmosferę pyły (np. duże ilości siarki), woda oraz różnego rodzaju gazy doprowadziły do zmian klimatycznych. Siarka szybko uległa przekształceniu w aerozol absorbujący promieniowanie słoneczne, powodując na dekady spadek temperatury powierzchni Ziemi nawet o 10 stopni. W dodatku wywołała także duże ilości opadów kwaśnych deszczy – nie dość, aby zakwasić oceany, ale dość żeby dać się we znaki organizmom w nich żyjącym. Czyli ogólnie: ozimnienie, zakwaszenie, zapylenie.

I tak wyginęły mamuty. Tfu! Dinozaury.

Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, J., Barton, P., Bown, P., Bralower, T., Christeson, G., Claeys, P., Cockell, C., Collins, G., Deutsch, A., Goldin, T., Goto, K., Grajales-Nishimura, J., Grieve, R., Gulick, S., Johnson, K., Kiessling, W., Koeberl, C., Kring, D., MacLeod, K., Matsui, T., Melosh, J., Montanari, A., Morgan, J., Neal, C., Nichols, D., Norris, R., Pierazzo, E., Ravizza, G., Rebolledo-Vieyra, M., Reimold, W., Robin, E., Salge, T., Speijer, R., Sweet, A., Urrutia-Fucugauchi, J., Vajda, V., Whalen, M., & Willumsen, P. (2010). The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary Science, 327 (5970), 1214-1218 DOI: 10.1126/science.1177265

P.S. Wyszła chyba najdłuższa notka na tym blogu. Tl;dr? Nie przejmujcie się. To się prędko nie powtórzy ;)

6 Comments

  1. IPCC zajmuje się tylko klimatem i to są niestety bzdury.
    Impaktami zajmuje się min. Spaceguard, NEO, kilka instytutów NASA i wiele innych.

    „powodując na dekady spadek temperatury powierzchni Ziemi nawet o 10 stopni”

    To chyba jakiś błąd, bo wysokie zapylenie powoduje krótkoterminowe obniżenie temperatury, ale w dłuższej perspektywie wzrost. Nawet Alvarez pisze o bardzo dużym wzroście temperatury po uderzeniu w Jukatan

    Lubię

    1. Hej, ja tylko cytuję, a poza tym się nie znam (czego nie ukrywam ;P). Ale w istocie, wzmianka o spadku temperatury jest w sekcji publikacji poświęconej początkowym skutkom uderzenia.

      Z drugiej strony autorzy piszą, że:

      The sulfur was probably rapidly transformed to sunlight-absorbing sulfur aerosols with the capacity to cool Earth’s surface for years to decades by up to 10°C.

      Więc pewnie wiele zależy od tego, jak definiujesz krótkoterminowość…

      A kto zajmuje się wymieraniem na skutek zmian klimatycznych?

      Lubię

      1. Trudno powiedzieć jak to jest naprawdę, bo taka ekstremalna paleontologia i paleogeografia.

        Gdzieś dopiero co czytałem że spadek temp. mógł być nawet na poziomie 20 stopni, ale ile trwał??? Trudno powiedzieć, bo siła wybuchu w Chicxulub była 10000 razy większa od siły światowego arsenału liczonego chyba na coś około 26000Mt TNT (tu są spory, ale zima jądrowa jest szacowana na co najmniej 4 miesiące).

        Z tego co pamiętam to raporty IPCC mówią tylko o zagrożeniach, a samym stricto wymieraniem to nie wiem – to jest taka interdyscyplinarna dziedzina bardzo więc wątpię żeby jakaś instytucja statutowo tym się zajmowała.

        Jeśli chodzi o impakty to jest bardzo młoda dziedzina i mało jest symulacji na ten temat, właściwie lepiej zbadane są tylko Chicxulub i Tunguski.

        Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s