Kaikki tietävät asteroidilakon, joka pyyhki pois dinosaurukset, eikö niin? Paljon todisteita osoittaa, että Chicxulub-iskutoiminnalla oli kauhistuttavia vaikutuksia dinosauruksiin. Mutta kuva on hiukan monimutkaisempi. Äärimmäinen vulkaaninen aktiviteetti on saattanut vaikuttaa sukupuuttoon.
Liitukauden lopussa, noin 66 miljoonaa vuotta sitten, dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon. Ja ei vain dinosaurukset; Noin 75% kaikista kasveista ja eläimistä kuoli sukupuuttoon. Lintujen dinosaurukset selvisivät.
Samanaikaisesti massiivinen asteroidi tai komeetta iski maan Yucatanin niemimaalle nykyisen Meksikon alueelle. Kutsutaan Chicxulub-törmäystapahtumaksi, se satoi ilmakehän vesihöyryllä ja erityisen pitkäkestoisella pölyllä johtuen törmäyskohdan rakenteesta ja kivityypistä.
On ollut helppo päätellä, että Chicxulub aiheutti sukupuuttoon. Itse vaikutusalueen ulkopuolella on paljon todisteita.
Ensinnäkin itse sukupuuttoa kutsutaan liitukauden-paleogeenin sukupuuttoon (K-Pg-sukupuuttoon), koska se merkitsi liitukauden aikakauden loppua ja paleogeenikauden alkua. (Sitä kutsutaan myös cretaceous-tertiary extintion (K-T-sukupuuttoon).)
Geologinen aineisto sisältää 66 miljoonan vuoden takaisesta sedimenttikerroksesta nimeltään K-Pg-raja. K-Pg-raja on läsnä sekä meri- että maanpäällisissä kallioissa ympäri maailmaa. Se sisältää paljon metalliiridiumia, joka on harvinaista maan päällä, mutta runsas asteroideissa. Johtopäätöksenä on, että Chicxulub-isku levitti iridiumin ilmakehään maailmanlaajuisesti ja on nyt säilynyt maan geologiassa, eräänlainen tupakointipistooli törmäystapahtumaan.
Mutta on yhä enemmän todisteita siitä, että tulivuorenpurkaukset ovat osaltaan vaikuttaneet joukkotuhoon 66 miljoonaa vuotta sitten, ja että todisteet ovat peräisin kalliomuodostumisesta, jota kutsutaan Deccan-ansoiksi. Uusi tutkimus vahvistaa yhteyttä K-Pg-sukupuuton ja Decan-ansojen aiheuttavan vulkaanisen toiminnan välillä.
The Deccan Traps on alue Intiassa, joka tunnetaan suurena mutkikkana provinssina. Se on yksi maan suurimmista vulkaanisista ominaisuuksista. Pyydykset ovat useita basalttisen laavan kerroksia, ja kaikki yhdessä ovat yli 2 km: n paksuisia. Deccan-ansojen pinta-ala on 500 000 km. neliömetriä (200 000 mailia), vaikka kerralla ne kattavat jopa 1,5 miljoonaa neliökilometriä. (600 000 mailia.) Laavan tilavuus on miljoona kuutiometriä (200 000 kuutiometriä.)
Nimi Traps tulee ruotsinkielisestä sanasta trappa, joka tarkoittaa portaita. Se viittaa askelmaiseen rakenteeseen alueen maisemassa.
Näissä ansoissa on enemmän kuin rockia. Dekkaanilukkojen luomiseen tarvittava vulkaanisen aktiivisuuden määrä olisi saastuttanut ilmakehän myrkyllisillä kaasuilla. Nyt kaksi Princetonin yliopiston geotieteilijää ovat luoneet vahvemman yhteyden Deccan-ansojen ja K-Pg-sukupuuton välille ensimmäisen korkean resoluution aikajanalla purkauksille, jotka loivat Intian Deccan-ansoja. Heidän tutkimuksensa ilmestyvät 22. helmikuuta ilmestyvässä Science-lehdessä.
Kaksi tutkijaa ovat Blair Schoene ja Gerta Keller, molemmat Princetonin yliopistosta. He johtivat tätä tutkimusta varten kansainvälistä ryhmää, joka yritti trekoida Deccan-ansojen eri kerroksia tarkemmin kuin koskaan ennen.
"Kaikki ovat kuulleet, että dinosaurus kuoli asteroidista, joka iski maahan", sanoi geotieteiden apulaisprofessori Schoene. "Mitä monet ihmiset eivät ymmärrä, on se, että viimeisen 500 miljoonan vuoden aikana on tapahtunut monia muita joukkotuhojen sammumisia ja että monet niistä ovat samanaikaisia suurten tulivuorenpurkausten kanssa" massiivisista tulivuorista, joita kutsutaan tulva-basaaleiksi tai suuriksi muinaisiksi provinsseiksi.
Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun ansoihin liittyy K-Pg-sukupuutto. Mutta tämän uuden tutkimuksen tarkkuus ajaa pisteen kotiin.
Tähän päivään mennessä tehtyjä pyrkimyksiä kutsutaan geokronologiaksi. Geokrologia käyttää kiveille ominaisia piirteitä ikänsä selvittämiseen, luottaen siihen yleensä isotooppisuhteisiin ja radioaktiiviseen hajoamiseen.
Kuuluisimmassa geokronologiatekniikassa, jota kutsutaan yleensä hiilihakemaksi, käytetään radioaktiivisen hiili-14: n hajoamisnopeutta fossiilien ikien löytämiseen. Mutta hiilihaitto toimii vain muutaman tuhannen vuoden vanhoissa kudoksissa, mikä tekee siitä hyödyllisen arkeologialle, mutta ei 66 miljoonan vuoden basaltille.
Geotieteilijöillä on muutama valinta luonnollisesti radioaktiivisista materiaaleista, jotka ovat peräisin noin joukkotuhona. Uraani-lyijygeokronologia tuottaa erittäin tarkat ikäryhmät, mutta uraania sisältäviä mineraaleja esiintyy harvoin basaltissa, kallio, joka muodostaa massiivisen laavan, virtaa Deccan-ansoissa. Uraania sisältävä zirkoni on toinen menetelmä muinaiskivin aikaansaamiseksi, mutta sitä esiintyy useammin räjähtävissä purkauksissa St. Helens -tyyppisistä tulivuoreista, joissa kemia on enemmän piidioksidia.
Näitä treffirajoituksia ajatellen tutkijaryhmä oli varovainen ennustamaan menestystä. He eivät koskaan odoneet, että heidän ensimmäinen matkansa Deccan-ansoihin tuottaisivat tuloksia.
"En usko, että kukaan meistä odotti, että ensimmäinen matkamme Deccan-ansoihin johtaisi tietotyyppiin, jonka pystyimme tuottamaan", kertoi Mike Eddy vuoden 2011 luokasta, nykyinen tutkijatohtori geotieteiden alalta. ja yhteiskirjailija tiede paperi.
Mutta heillä onni.
Ensimmäisinä päivinä Deccan-ansoissa tutkijat keräsivät näytteitä ns. Karkeakielisistä basaaleista. Basaltti on yleisin vulkaaninen kivi maan päällä. He etsivät näytteitä, jotka sisältävät uraania sisältäviä mineraaleja, koska uraanin radioaktiivinen hajoaminen on yksi geokronologian vertailumenetelmä. Aluksi he eivät löytäneet mitään, koska tällaiset kivet ovat harvinaisia muodostumissa, kuten Deccan-ansoja, ja yleisempiä vulkaanisessa tuhkassa.
Mutta muutaman päivän kuluttua he löysivät tyyppisiä piidioksidirikkaita kiviä, joita he etsivät.
"Ensimmäisen viikkomme aikana Intiassa löysimme korkean piidioksidin tuhkasängyn kahden basalttivirtauksen välillä, ja se sai vaihdemme kääntymään", Eddy sanoi. Tutkijat tiesivät, että piidioksidirikas vulkaaninen tuhka voi helposti sisältää pieniä zirkonikiteitä, jotka säilyttävät radioaktiivisen uraanin. "Todellinen läpimurto tapahtui päivä tai kaksi myöhemmin, kun Blair tajusi, että fossiilisissa maaperäissä on saattanut myös kerätä tämän tyyppistä tuhkaa pieninä määrinä", Eddy sanoi.
Joten joukkue muutti keskittymistään. Sen sijaan he etsivät tuhkasaasteita basalttivirtausten välillä, etsien radioaktiivista uraania zirkonin sisällä, joka sisälsi tuhkaa. Uraani tekee sirkonista, ja siten tuhkakerroksista, helpon päivämäärän. Seulomalla tuhkakerrokset laavavirtauksen ylä- ja alapuolella, ne voisivat määrittää tarkemmin itse laavan ja purkauspäivämäärän.
Ryhmä vietti kolme kenttäkautta Deccanin maakunnassa ja lähetti näytteet 141 paikasta takaisin Princetonin laboratorioon. 24 näytteestä piti sitä, mitä joukkue tarvitsi: uraania sisältäviä zirkonikiteitä. Näytteiden analyysi osoitti, että Deccan-ansojen aiheutti neljä erillistä purkauspulssia. Ja jokainen noista pulsseista antoi tuomion dinosauruksille ja suurimmalle osalle muista maan elämänmuodoista tuolloin.
Joka kerta kun tulivuori purkautuu, se muuttaa ilmakehän. Valtavat määrät rikkiä ja hiilidioksidia kulkeutuu ilmakehään niiden pitkäaikaisesta sekvestisaatiosta kivien sisällä. Rikillä on lyhytaikainen jäähdytysvaikutus ilmakehään, kun taas hiilidioksidilla on pitkäaikainen lämmitysvaikutus. Nämä kaksi yhdessä voivat johtaa villiin ilmastonmuutoksiin.
"Ne voivat johtaa ilmastonmuutoksiin lämpimän ja kylmän ajanjakson välillä, mikä vaikeuttaa maapallon elämää", sanoi Schoene. Mutta tietääkseen selvemmin, kuinka nämä purkaukset olisivat vaikuttaneet elämään maan päällä, heidän oli saatava ajoitus oikeaan. Hiilidioksidimäärillä on hyvin erilainen vaikutus, jos se injektoidaan ilmakehään sadan vuoden aikana, kuin jos injektointi kesti miljoona vuotta.
Niistä neljästä purkauksen pulssista, jotka tutkijat tunnistivat, kaksi niistä tapahtui ennen joukkotutkimuksia. Toinen näistä kahdesta alkoi vasta kymmeniä tuhansia vuosia ennen Chicxulub-iskua, joka on geologisesti melkein samaan aikaan. "Kaksi ensimmäistä pulssia ... vastaavat ajanjaksoa, jolloin ilmasto vaihteli kylmästä kylmästä jälleen kylmäksi, ja monien tutkijoiden mielestä tämä osoitti ilmaston alkuperäisen häiriintymisen, joka on saattanut vaikuttaa joukkotuhoon," sanoi Schoene. "Tietomme osoittavat, että ehkä toisella pulssilla olisi voinut olla tärkeä rooli itse sukupuuttoon, koska se tapahtui juuri ennen sitä."
"Dekkaanivulkanismi on todennäköisin syy dinosaurusmassajen sukupuuttoon", sanoi Gerta Keller. "Chicxulub-vaikutus on saattanut vaikuttaa heidän kuolemaansa, vaikkakin tämän vaikutuksen ajoitukset ja ympäristövaikutukset ovat vielä määrittelemättä."
Toisessa äskettäisessä tutkimuksessa, joka julkaistiin samassa Science-lehdessä, käytettiin erilaista menetelmää Deccan Traps -päivämäärien päivittämiseen ja keksittiin erilaisia päivämääriä. Tutkimuksessa pääteltiin, että Princetonin tutkimuksessa yksilöityjä vulkaanisia pulsseja ei ollut neljä ja että yli 90% Deccan Traps -määrästä purkautui alle miljoona vuotta. Se päätteli myös, että noin 75% siitä tapahtui K-Pg: n sukupuuton jälkeen ja että kriittisen lopun ilmastomuutos tapahtui samanaikaisesti pienimpien purkausvaiheiden kanssa Deccan-ansoissa. Jos niin, Deccan Trap -vulkanismi ei olisi voinut aiheuttaa sukupuuttoon sukupuuttoon.
Muut tutkijat, jotka ovat tietoisia tämän tutkimuksen osana olevista vaikutuksista verrattuna tulivuoren keskusteluun, ovat varovaisempia päätelmissään.
"Yleensä mielestäni tämä artikkeli on merkittävä ja mielenkiintoinen", sanoi Yalen geologian ja geofysiikan apulaisprofessori Pincelli Hull, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa ja joka on vastustanut tulivuoren roolia joukkotutkimuksessa. "Lehti on valtava edistysaskel [Deccan Traps] -purkausten ajoittamisessa, mutta miten se liittyy kaasun poistumisen ajoitukseen, on edelleen tärkeä kysymys, joka on ratkaistava selvittääksesi tarkalleen, mitkä vulkaanisuuden ja vaikutuksen merkitykselliset roolit olivat."
On harvinaista, että yksi tutkimus pitkällä rivillä panee tieteellisen keskustelun nukkumaan, ja tämä ei eroa toisistaan. Tiede etenee, kun tutkijat paranevat paremmin mittaamaan asioita ja ajattelemaan niitä. Tämä ei ole keskustelun loppu.
Voi olla, että K-Pg-sukupuuton aiheuttamiseen kesti yksi-kaksi reikää. Chicxulub-isku on voinut lyödä dinosaurukset ja matkalla takaisin ylöspäin, minkä jälkeen tulivuoret ovat tappaneet ne hyväkseen. Tai se voi olla vieläkin monimutkaisempi.
Vuoden 2016 tutkimus osoitti, että dinosauruslajit olivat sukupuuttoon jo miljoonia vuosia ennen K-Pg: n sukupuuttoa ja että uusia lajeja ei ilmeisesti korvaa niitä. Samanaikaisesti nisäkäslajit olivat monimuotoisempia ja ehkä paremmassa asemassa mukautuakseen tulivuoren toiminnan ja Chicxulub-vaikutuksen aiheuttamiin muutoksiin. Ehkä evoluuttisesti dinosaurukset olivat kulkaneet kurssinsa, ja iskut ja tulivuoret olivat vain huutomerkki.
Ja ehkä emme koskaan tiedä varmasti.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Tappoivatko tulivuoret dinosaurukset? Uudet todisteet viittaavat "ehkä.
- Tutkimuspaperi: U-Pb-rajoitukset Deccan-ansojen pulssipurskaukselle liitukauden loppupuolella olevan liitukauden loppupuolella
- Tutkimusdokumentti: Deccanin vulkaanisuuden purkautuva tempo suhteessa liitu- ja paleogeenirajaan
- Tutkimuspaperi: Dinosaurukset vähenevät kymmeniä miljoonia vuosia ennen lopullista sukupuuttoaan
