Toată lumea știe că o grevă de asteroizi a șters dinozaurii, nu? Multe dovezi arată că evenimentul de impact de la Chicxulub a avut consecințe teribile pentru dinozauri. Dar imaginea este puțin mai complicată de atât. Activitatea vulcanică extremă poate să fi contribuit la dispariție.
La sfârșitul perioadei Cretaceului, în urmă cu aproximativ 66 de milioane de ani, dinozaurii au dispărut. Și nu doar dinozaurii; aproximativ 75% din toate plantele și animalele au dispărut. Dinozaurii aviari au supraviețuit.
În același timp, un asteroid sau o cometă masivă au trântit în peninsula Yucatan a Pământului, în Mexicul actual. Numit evenimentul de impact Chicxulub, a înnobilat atmosfera cu vapori de apă și cu praf de durată deosebit de lung, datorită structurii și tipului de rocă de pe locul impactului.
A fost ușor să concluzionăm că Chicxulub a provocat dispariția. Există o mulțime de dovezi dincolo de site-ul de impact în sine.
În primul rând, extincția în sine se numește extincția Cretace-Paleogen (extincția K-Pg), deoarece a marcat sfârșitul erei cretacice și începutul perioadei paleogene. (Se mai numește extincție cretacică-terțiară (extincție K-T.)
Înregistrarea geologică conține un strat de sedimente de acum 66 de milioane de ani numit granița K-Pg. Limita K-Pg este prezentă atât în rocile marine, cât și în cele terestre din întreaga lume. Conține o mulțime de iridiu metalic, care este rar pe Pământ, dar abundent în asteroizi. Concluzia este că impactul Chicxulub s-a răspândit iridiu în atmosferă la nivel global, iar acum este păstrat în geologia Pământului, un fel de armă de fumat pentru evenimentul de impact.
Dar există dovezi din ce în ce mai mari că erupțiile vulcanice au contribuit la dispariția în masă acum 66 de milioane de ani și că aceste dovezi provin dintr-o formațiune de roci numită Capcanele Deccan. Un nou studiu consolidează legătura dintre extincția K-Pg și activitatea vulcanică care a provocat Capcanele Deccan.
Capcanele Deccan este o regiune din India cunoscută drept o mare provincie igienă. Este una dintre cele mai mari caracteristici vulcanice de pe Pământ. Capcanele sunt mai multe straturi de lavă bazaltică și toate împreună au mai mult de 2 km (1,2 mile) grosime. Capcanele Deccan acoperă o suprafață de 500.000 km. pătrați (200.000 de km2), deși la un moment dat au acoperit până la 1,5 milioane km2. (600.000 de km pătrați) Volumul de lavă este de 1 milion km cub (200.000 mile cub.)
Denumirea „Capcane” provine de la cuvântul suedez „trappa” care înseamnă scări. Se referă la structura în trepte din peisajul regiunii.
Cu toate acestea, există mai multe capcane decât rock. Cantitatea de activitate vulcanică necesară creării Capcanelor Deccan ar fi poluat atmosfera cu gaze otrăvitoare. Acum, doi geoscienți de la Universitatea Princeton au tras o legătură mai puternică între Deccan Traps și K-Pg Extinction cu prima cronologie de înaltă rezoluție pentru erupțiile care au creat Capcanele Deccan din India. Cercetările lor apar în numărul din 22 februarie al Științei.
Cei doi oameni de știință sunt Blair Schoene și Gerta Keller, ambele de la Universitatea Princeton. Ei au condus o echipă internațională pentru acest studiu, care a încercat să dateze diferitele straturi ale Capcanelor Deccan mai exact ca niciodată.
„Toată lumea a auzit că dinozaurii au murit din cauza unui asteroid care a lovit Pământul”, a spus Schoene, profesor asociat de științe. „Ceea ce mulți oameni nu își dau seama este că au existat multe alte stingeri în masă în ultimii 500 de milioane de ani, iar multe dintre ele coincid cu extinderi vulcanice mari” din vulcanii masivi cunoscuți sub denumirea de bazalturi inundate sau mari provincii ignee.
Nu este prima dată când capcanele au fost implicate în stingerea K-Pg. Dar precizia acestui nou studiu conduce punctul de plecare.
Efortul de a datea formațiunilor geologice se numește geocronologie. Geocronologia folosește trăsăturile inerente ale rocilor în sine pentru a-și găsi vârsta, bazându-se de obicei pe raporturile izotopilor și pe descompunerea radioactivă în acest sens.
Cea mai cunoscută tehnică de geocronologie, numită de obicei datarea carbonului, folosește rata de descompunere a carbonului radioactiv 14 pentru a găsi vârste de fosile. Dar datarea cu carbon funcționează numai pentru țesutul viu care are câteva mii de ani, ceea ce îl face util pentru arheologie, dar nu și pentru bazaltul vechi de 66 de milioane de ani.
Pentru rocile din jurul perioadei de stingere în masă, geoscientiștii au câteva opțiuni de materiale naturale radioactive. Geocronologia cu plumb de uraniu dă vârste foarte precise, dar mineralele care conțin uraniu apar rar în bazalt, roca care alcătuiește lavele masive curge la Capcanele Deccan. Zirconul purtător de uraniu este o altă metodă de întâlnire a rocii antice, dar se găsește mai des în erupții explozive de la vulcani de tip Mount St. Helens, care au o chimie mai bogată în silice.
Având în vedere aceste restricții de întâlnire, echipa de oameni de știință a fost prudentă cu privire la prezicerea succesului. Nu au anticipat niciodată că prima lor călătorie în Capcanele Deccan va da rezultatele pe care le-au făcut.
„Nu cred că vreunul dintre noi a anticipat că prima noastră călătorie în Capcanele Deccan va duce la tipul de set de date pe care am fost capabili să îl producem”, a declarat Mike Eddy, din Clasa din 2011, acum cercetător postdoctoral asociat în geoștiințe. și un coautor în document Ştiinţă hârtie.
Dar au avut noroc.
În primele lor zile, la Capcanele Deccan, oamenii de știință au strâns mostre din ceea ce se numesc bazalturi cu cereale grosiere. Bazaltul este cel mai frecvent tip de rocă vulcanică de pe Pământ. Ei căutau eșantioane care conțin minerale purtătoare de uraniu, deoarece degradarea radioactivă a uraniului este o metodă de referință a geocronologiei. La început nu au găsit niciuna, deoarece astfel de roci sunt rare în formațiuni precum Capcanele Deccan și mai frecvente în cenușa vulcanică.
Dar, după câteva zile, au găsit tipul de roci bogate în silice pe care le căutau.
„În prima noastră săptămână în India, am găsit un pat de cenușă cu silice mare între două fluxuri de bazalt și ne-a transformat uneltele”, a spus Eddy. Cercetătorii au știut că cenușa vulcanică bogată în silice ar putea conține cu ușurință micile cristale de zircon care păstrează uraniu radioactiv. „Adevărata descoperire a venit o zi sau două mai târziu, când Blair și-a dat seama că solurile fosile ar fi putut să adune și acest tip de cenușă în cantități mici”, a spus Eddy.
Așa că echipa și-a schimbat atenția. În schimb, au căutat depozitele de cenușă între fluxurile de bazalt, căutând uraniul radioactiv din interiorul zirconului, conținut în cenușă. Uraniul face ca zirconul și, prin urmare, straturile de cenușă să fie ușor de datat. Datând straturile de cenușă deasupra și dedesubtul unui flux de lavă, acestea ar putea dat mai exact lava în sine și data erupției.
Echipa a petrecut trei sezoane de teren în provincia Deccan și a trimis probe de la 141 de site-uri înapoi în laboratorul de la Princeton. 24 dintre probe au reținut ce a avut nevoie echipa: cristale de zircon purtătoare de uraniu. Analiza probelor a arătat că Capcanele Deccan au fost create prin patru impulsuri de erupție distincte. Și fiecare dintre aceste impulsuri spuse doamne pentru dinozauri și pentru majoritatea celorlalte forme de viață de pe Pământ la vremea respectivă.
De fiecare dată când un vulcan erupe, acesta schimbă atmosfera. Cantități enorme de sulf și dioxid de carbon sunt aruncate în atmosferă din sechestrarea lor pe termen lung în interiorul rocilor. Sulful are un efect de răcire pe termen scurt asupra atmosferei, în timp ce dioxidul de carbon are un efect de încălzire pe termen lung. Cele două combinate pot duce la schimbări climatice sălbatice.
„Acestea pot duce la schimbări climatice între perioadele calde și cele reci, care îngreunează viața pe Pământ”, a spus Schoene. Însă, pentru a ști mai clar cum ar fi avut loc aceste erupții asupra vieții pe Pământ, au fost nevoiți să ajungă la momentul potrivit. O cantitate în masă de CO2 va avea un efect foarte diferit dacă este injectată în atmosferă peste o sută de ani decât dacă a fost nevoie de un milion de ani pentru a fi injectată.
Din cele patru impulsuri de erupție identificate de oamenii de știință, două dintre ele au avut loc înainte de dispariția în masă. Al doilea dintre acești doi a început doar cu zeci de mii de ani înainte de impactul Chicxulub, care este aproape în același moment din punct de vedere geologic. „Primele două impulsuri… corespund unei perioade de timp în care climatul a fluctuat din nou de la rece la cald la rece, iar mulți oameni de știință cred că acest lucru a indicat o perturbare inițială a climatului care ar fi putut contribui la evenimentul de extincție în masă”, a spus Schoene. „Datele noastre arată că poate cel de-al doilea impuls ar fi putut juca un rol important în dispariția însăși, deoarece s-a întâmplat chiar înainte.
„Vulcanismul deccan este cauza cea mai probabilă a extincției în masă a dinozaurilor”, a spus Gerta Keller. „Impactul de la Chicxulub poate să fi contribuit la dispariția lor, cu toate că timpul și efectele asupra mediului ale acestui impact rămân încă de stabilit.”
Un alt studiu recent publicat în același număr al Științei a folosit o metodă diferită pentru a dat capcanelor Deccan și a venit cu date diferite. Acest studiu a concluzionat că nu există patru impulsuri vulcanice distincte identificate de studiul Princeton și că mai mult de 90% din volumul Deccan Traps a erupt în mai puțin de un milion de ani. De asemenea, a ajuns la concluzia că aproximativ 75% din aceasta s-a întâmplat după extincția K-Pg și că schimbările climatice de la sfârșitul Cretaceului au coincis cu cele mai mici faze ale erupțiilor la Capcanele Deccan. Dacă da, vulcanismul Deccan Trap nu ar fi putut stinge stingerea.
Alți oameni de știință, conștienți de natura impactului sau a dezbaterii despre vulcan din care face parte acest studiu, sunt mai circumspecte în concluziile lor.
„În general, cred că această lucrare este semnificativă și interesantă”, a spus Pincelli Hull, un profesor asistent de geologie și geofizică la Yale, care nu a fost implicat în această cercetare și care a susținut rolul vulcanului în extincția în masă. „Lucrarea reprezintă un avans uriaș în momentul erupțiilor [Capcanelor de decanare], dar modul în care se referă la momentul depășirii este încă o întrebare majoră care trebuie rezolvată pentru a da seama exact care au fost rolurile relevante ale vulcanismului și ale impactului."
Rar este că un studiu dintr-o lungă linie de studii pune în discuție o dezbatere științifică, iar acesta nu este diferit. Știința progresează pe măsură ce oamenii de știință devin mai buni la măsurarea lucrurilor și la gândirea lor. Acesta nu va fi sfârșitul dezbaterii.
S-ar putea ca a fost nevoie de un pumn de unu pentru a provoca stingerea K-Pg. Dinozaurii ar fi putut fi doborâți de impactul Chicxulub și în drumul lor de întoarcere, apoi doborâți în bine de către vulcani. Sau poate fi chiar mai complex de atât.
Un studiu din 2016 arată că speciile de dinozauri dispăreau deja cu milioane de ani înainte de dispariția K-Pg și că noi specii nu par să le înlocuiască. În același timp, speciile de mamifere au devenit din ce în ce mai variate și poate mai bine poziționate pentru a se adapta la schimbările provocate de activitatea vulcanică și impactul Chicxulub. Poate evolutiv, dinozaurii au parcurs cursul, iar impactul și vulcanii au fost doar punctul de exclamație.
Și poate nu vom ști niciodată cu siguranță.
Surse:
- Comunicat de presă: Vulcanii au ucis dinozaurii? Noi dovezi indică „poate.
- Document de cercetare: constrângerile U-Pb asupra erupției pulsate a capcanelor Deccan de-a lungul stingerii în masă a cretaceului final
- Document de cercetare: Ritmul eruptiv al vulcanismului Deccan în raport cu granița Cretace-Paleogen
- Document de cercetare: Dinozaurii scad cu zeci de milioane de ani înainte de dispariția finală
