Nauka

Zgoda w sprawie dinozaurów

Co wykończyło dinozaury

„Nawet gdyby meteoryt nie nadleciał, dinozaury i tak zostałyby zabite przez wulkany”. „Nawet gdyby meteoryt nie nadleciał, dinozaury i tak zostałyby zabite przez wulkany”. MasPix/Alamy Stock Photo / BEW
Zabił je meteoryt, czy też gigantyczne erupcje wulkaniczne? Wyniki najnowszych badań wskazują, że jedno i drugie. Zaczął meteoryt, dokończyły wulkany.
Meteoryt i wulkany. Jedno nieszczęście spowodowało drugie, jeszcze większe. Wulkany zabijały na raty, przez dziesiątki, a może nawet setki tysięcy lat.Steveoc 86/Wikipedia Meteoryt i wulkany. Jedno nieszczęście spowodowało drugie, jeszcze większe. Wulkany zabijały na raty, przez dziesiątki, a może nawet setki tysięcy lat.

Masowe wymierania żywych organizmów fascynują badaczy od dawna, choć akurat geolodzy bardzo długo odnosili się wstrzemięźliwie do takich katastroficznych wizji. Większość z nich pozostawała pod wpływem brytyjskiego uczonego Charlesa Lyella, który w latach 30. XIX w. dowodził, że „kluczem do poznania przeszłości jest teraźniejszość”, a ta – jak zauważał – nie obfituje przecież w żadne nagłe dramatyczne zdarzenia. Lyell uznał katastrofizm za pseudonaukową spekulację, a jego zwolennikom nie szczędził ostrych jak sztylet słów krytyki. Wygrał, a jego wizja zdominowała geologię na półtora wieku. Przełom nastąpił dopiero w 1980 r., wraz z opublikowaniem w tygodniku „Science” brawurowej pracy, której autorami byli Luis W. Alvarez i jego współpracownicy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Twierdzili w niej, że dinozaury, władające planetą przez ponad 100 mln lat, zostały z niej usunięte w wyniku uderzenia wielkiego meteorytu.

Publikacja Alvareza, jego syna i dwóch innych naukowców okazała się jedną z najważniejszych prac w naukach o Ziemi. Od tego momentu katastrofizm znalazł się ponownie w głównym nurcie geologii. Trzeba jednak przyznać, że autorzy pracy poczynali sobie więcej niż śmiało. Na podstawie skąpych ustaleń sformułowali niezwykle daleko idącą konkluzję. Gdyby nie to, że lider zespołu był laureatem Nagrody Nobla w 1968 r. z fizyki za badania nad cząstkami subatomowymi, artykuł mógł wylądować w koszu. Najzabawniejsze, że początkowo naukowcy wcale nie zamierzali być rewolucjonistami. Szukali po prostu precyzyjnej metody pomiaru szybkości powstawania warstw skalnych i uznali, że najlepszy do tego będzie iryd – rzadki metal, który na Ziemię dociera głównie w deszczu drobniuteńkich cząstek kosmicznego pyłu. Alvarez zbudował urządzenie do pomiaru irydu.

Iryd świadkiem

Pomiary w próbkach pobranych w pobliżu włoskiego miasta Gubbio, gdzie badania prowadził syn Alvareza – geolog Walter Alvarez, ujawniły, że w warstewce iłu z końca okresu kredowego jest 30 razy więcej irydu niż w sąsiednich warstwach. Gdy podobne nagromadzenie irydu znaleźli na kolejnym stanowisku w Danii, puścili wodze naukowej fantazji: orzekli śmiało, że jest to pozostałość po zbombardowaniu Ziemi przez obiekt kosmiczny o średnicy około 10 km, który uderzając, wyrąbał krater o przekroju 100–150 km. Spekulowali, że glob otoczyły pyły wyrzucone w powietrze podczas zderzenia, które zablokowały światło słoneczne i zatrzymały fotosyntezę. Był to gotowy przepis na zagładę życia.

Dojść do takich śmiałych wniosków na podstawie dwóch warstewek iłów oraz wyników kilku równań? Nic dziwnego, że artykuł został przyjęty z dezaprobatą. Propozycja wyjaśnienia zagadki śmierci dinozaurów uderzeniem ciała kosmicznego w Ziemię uraziła przede wszystkim paleontologów. Na autorów runęła lawina krytyki. Wielu badaczy dawnego życia dowodziło, że dinozaury wcale nie odeszły nagle z Ziemi, a ich zmierzch zaczął się miliony lat wcześniej. Inni wskazywali na liczne ocalałe grupy zwierząt, pytając, dlaczego nie wyginęły. Luis Alvarez przyznawał, że na paleontologii się nie zna, ale uparcie powtarzał, że dowody geochemiczne i astrofizyczne nie pozostawiają wątpliwości: na Ziemi miał miejsce kataklizm o gigantycznych rozmiarach, który zbiegł się w czasie z zagładą dinozaurów. Geolodzy i paleontolodzy rozjechali się po świecie, aby przyjrzeć się bliżej wydarzeniom z końca kredy. Rozpoczęła się współczesna era badań nad masowymi wymieraniami – nadzwyczajnymi epizodami w dziejach życia, podczas których znaczna część gatunków znika nagle z Ziemi, aby już nigdy na nią nie powrócić. Hipoteza mogła upaść w każdej chwili, ale kolejne dowody zdawały się wzmacniać. Warstewkę irydową znajdowano niemal na całym globie. W wielu miejscach natrafiono też na kwarc szokowy i kulki szkliwa (sferule) – jedne i drugie to pozostałości po impakcie. A w 1991 r. odkryto krater idealnie pasujący do czarnego scenariusza Alvarezów. Nazywał się Chicxulub i znajdował się na meksykańskim półwyspie Jukatan. Powstał pod koniec kredy, przed 66 mln lat, i miał średnicę około 150 km. Szeregi oponentów hipotezy impaktowej zaczęły szybko topnieć.

I wtedy pojawiła się konkurencyjna hipoteza. Jej zwolennicy zgadzali się z Alvarezami, że pod koniec kredy doszło do masowego wymierania, ale od uderzenia meteorytu woleli intensywny wulkanizm, po którym na indyjskiej wyżynie Dekan pozostała rozległa pokrywa bazaltów o grubości wielu kilometrów. Twórcy hipotezy wulkanicznej nie negowali samego impaktu, co byłoby trudne po znalezieniu krateru, kwarcu szokowego i sferul, ale pomniejszali jego znaczenie.

Kilkusetletnie erupcje

„Nawet gdyby meteoryt nie nadleciał, dinozaury i tak zostałyby zabite przez wulkany” – mówił kilka lat temu entuzjasta tej teorii, geolog Vincent Courtillot z Uniwersytetu Paryskiego. Występował wówczas na konferencji naukowej, podczas której podzielił się wynikami badań paleomagnetycznych, z których wynikało, że bazalty Dekanu powstały za sprawą wielu megaerupcji powtarzających się co jakiś czas przez około pół miliona lat. „Pojedyncze megaerupcje trwały od kilkudziesięciu do kilkuset lat. Opary siarki i innych wulkanicznych gazów rozchodziły się po całym globie. Zaburzały klimat, zmieniały skład chemiczny atmosfery i oceanów, doprowadzając do zagłady około połowy gatunków żyjących wówczas na Ziemi” – mówił Courtillot. Podobnie uważa Gerta Keller, paleontolog z Uniwersytetu Princeton, najbardziej znana oponentka Alvareza. Jej zdaniem wymieranie nastąpiło dopiero około 300 tys. lat po uderzeniu meteorytu, za to jest ściśle skorelowane z najbardziej intensywną fazą erupcji wulkanicznych w Indiach.

Trzeba przyznać, że hipoteza uderzenia meteorytu – jednego nokautującego ciosu zadanego ziemskiemu życiu – wygląda wyjątkowo atrakcyjnie. Jednak nie należy lekceważyć potencjału wulkanów. Dowodzą tego badania nad innym masowym wymieraniem – tym, które przed 252 mln lat zakończyło erę paleozoiczną. To była największa znana nam apokalipsa w dziejach globu. Cało wyszło z niej tylko 10 proc. gatunków. Za tę rzeź odpowiadały, wedle najnowszych badań, właśnie wulkany, tym razem aktywne na Syberii. Za sprawą gazów wulkanicznych temperatury na Ziemi znacznie wzrosły, z mórz zaczął znikać tlen, a produktywność ziemskiego ekosystemu dramatycznie spadła.

Badacze, tacy jak Paul Wignall z uniwersytetu w Leeds czy Michael Benton z Uniwersytetu w Bristolu, dowodzą, że wtłaczanie zabójczych gazów do atmosfery odbywało się nie stale, ale od czasu do czasu, kiedy wulkanizm się nasilał. Pojedyncza erupcja, nawet największa, zostałaby zaabsorbowana przez planetę. Jednak powtarzające się wielokrotnie wylewy i wyziewy okazały się zbyt trudne do udźwignięcia przez ziemskie ekosystemy. Mniej więcej to samo mówią Courtillot i Keller o katastrofie z końca kredy: jeden cios nie doprowadziłby do zagłady. Potrzeba było wielu zadawanych jeden po drugim przez dłuższy czas.

Kto więc ma rację – czy za wymarcie dinozaurów odpowiada meteoryt, czy też wulkany? W świetle najnowszych badań opublikowanych w lutym tego roku, których autorami są Leif Karlstrom, profesor geologii z Uniwersytetu Oregonu w Eugene (USA), i jego doktorant Joseph Byrnes, tak sformułowane pytanie może niedługo stracić na aktualności. Zakłada ono bowiem, że trzeba dokonać wyboru pomiędzy dwiema wykluczającymi się koncepcjami. Tymczasem z nowych danych wyłania się nowy scenariusz, w którym oba kataklizmy są traktowane łącznie.

Seria nieoczekiwanych zdarzeń

W artykule opublikowanym w „Science Advances” Karlstrom i Byrnes piszą, że uderzenie meteorytu miało dla Ziemi jeszcze jedną poważną konsekwencję. Impakt wzbudził silne fale sejsmiczne, a te obiegły cały glob, inicjując potężne wylewy magmy wypychanej z płaszcza ziemskiego. Lawa wylewała się z dna oceanów, ze znajdujących się tam głębokich szczelin towarzyszących podwodnym grzbietom wulkanicznym. Te nagromadzenia magmy sprzed 66 mln lat wciąż się znajdują na dnie – satelity okołoziemskie wytropiły je jako niewielkie anomalie grawitacyjne. Badacze ocenili, że z wnętrza globu mogło się wylać nawet milion kilometrów sześciennych magmy, co stawia tę podwodną erupcję na równi z trapami Dekanu.

Karlstrom i Byrnes oceniają, że wydarzenia, których finałem było zniknięcie dinozaurów, mogły trwać co najmniej kilkadziesiąt tysięcy lat. Zaproponowali oni następującą sekwencję zdarzeń. Najpierw otworzyły się szczeliny wulkaniczne w Indiach, a wydostająca się z nich lawa dała początek pierwszej serii bazaltów Dekanu. Te erupcje nie były jednak zbyt silne. W każdym razie ziemskiemu życiu jakoś szczególnie nie zaszkodziły. Minęło 200–300 tys. lat i wtedy pojawił się niespodziewany gość z Kosmosu, czyli meteoryt Chicxulub. Zaburzył ziemski klimat, wyrzucając do atmosfery miliardy drobnych cząstek pyłu wzbogaconego irydem. Jedno nieszczęście sprowokowało drugie, jeszcze większe: z tysięcy świeżo otwartych szczelin popłynęły gorące potoki lawy i strumienie gazów. Rozpoczęła się główna faza wulkanicznego czyśćca. Wulkany zabijały na raty, przez dziesiątki, a może setki tysięcy lat, tak jak podczas wymierania permskiego.

Badacze pożegnali się zatem ze scenariuszem jednego nokautującego ciosu, choć nie rozstali się z meteorytem jako tym czynnikiem, który zmienił układ sił natury na globie. Co ciekawe, podobna sugestia pojawiła się już trzy lata temu w artykule podpisanym przez samego Waltera Alvareza oraz całą plejadę geologicznych gwiazd z Berkeley. Byli wśród nich profesorowie Mark Richards i Paul Renne, współautorzy nowych datowań poszczególnych serii bazaltów Dekanu (wykonano je metodą opartą na pomiarze proporcji izotopów argonu 40Ar/39Ar). Pomiar pokazał, że niedługo po uderzeniu meteorytu Chicxulub doszło do kilkukrotnego wzrostu intensywności wulkanizmu w Indiach. „Wygląda na to, że impakt i wulkanizm Dekanu były ze sobą powiązane i trzeba je analizować łącznie” – napisali badacze. Można powiedzieć, że Alvarez i jego krąg wykonali wtedy pierwszy krok w stronę Gerty Keller i pozostałych sympatyków scenariusza wulkanicznego. Teraz Karlstrom i Byrnes wykonali krok następny, sugerując, że impakt mógł ożywić wulkanizm nie tylko w Indiach, ale na całym globie. W tej odświeżonej wersji zdarzeń meteoryt odgrywa ważną rolę, ale tylko spłonki – pojedynczego, krótkotrwałego impulsu, który ożywił główną siłę niszczycielską, czyli wnętrze planety. Ta raz obudzona, uspokoiła się dopiero po kilkuset tysiącach lat, a jej furia nie skończyła się happy endem dla dinozaurów.

Co na to wszystko Keller? Na razie nie wydaje się zainteresowana kompromisem: „najpierw impakt, potem wulkany”. Ostatnio pomiędzy seriami bazaltów Dekanu odnalazła maleńkie cyrkony i na podstawie ich datowania zaproponowała własną chronologię zdarzeń. Nie ma w niej miejsca na impakt. Są tylko wulkany, które w ciągu około 250 tys. lat doprowadzają do zagłady życia.

„Nie twierdzę, że uderzenie meteorytu było obojętne dla globu, ale ten kryzys szybko minął. Pozostają zatem wulkany. Pięć głównych wymierań w dziejach Ziemi miało z nimi związek. Odegrały olbrzymią rolę w ewolucji ziemskiego życia. Dotyczy to również wydarzeń sprzed 66 mln lat” – mówiła Keller w wywiadzie udzielonym pod koniec zeszłego roku magazynowi „Earth Magazine”. Innego zdania jest Karlstrom. „Jeśli trzy zdarzenia – impakt, wulkanizm i masowe wymieranie – następują mniej więcej w tym samym czasie, to nie jest to przypadek. Musimy tylko ułożyć te puzzle w odpowiedniej kolejności” – podkreśla naukowiec. O wszystkim rozstrzygną zapewne nowe, dokładniejsze datowania skał. One są w tym śledztwie kluczowe. Ćwierć wieku temu naukowcy potrafili podać wiek odległych zdarzeń geologicznych z dokładnością do wielu milionów lat. Dziś rekonstruują je z dokładnością do setek, a nawet dziesiątek tysięcy lat. Gdy uda im się jeszcze bardziej wyostrzyć ten obraz, wtedy dowiemy się, co dokładnie działo się, krok po kroku, pod koniec ery mezozoicznej. Zdaniem Karlstroma, jesteśmy już blisko znalezienia odpowiedzi. Na razie obie strony wydają się zgadzać, że zagłada z końca kredy nie była jednoaktówką, ale rozpisanym na wiele aktów dramatem, który trwał co najmniej kilkadziesiąt tysięcy lat.

Polityka 12.2018 (3153) z dnia 20.03.2018; Nauka; s. 60
Oryginalny tytuł tekstu: "Zgoda w sprawie dinozaurów"
Więcej na ten temat
Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Kultura

Zapomniana historia Mietka Kosza

Film Macieja Pieprzycy „Ikar. Legenda Mietka Kosza” z brawurową rolą Dawida Ogrodnika przypomina wielką postać tytułowego niewidomego pianisty. To powód, by raz jeszcze zastanowić się nad wciąż nośnym mitem artysty straceńca.

Mirosław Pęczak
19.10.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną