Kraj razdoblja krede prije 66 milijuna godina bio je teško vrijeme da se živi na Zemlji.
Tri globalne katastrofe dogodile su se gotovo istovremeno: meteorit Chicxulub upao je u današnju meksičku poluotok Jukatan, izbila je masivna vulkanska provincija Deccan Traps u modernoj Indiji, a neke tri četvrtine biljaka i životinja na Zemlji, uključujući sve ne-ptičje dinosaure, izumrli. Pojava ova tri događaja istodobno u povijesti našeg planeta potaknula je višedecenijsku raspravu o uzročno-posledičnim vezama. Ili bi veliki slijed vulkanskih erupcija ili vanzemaljski utjecaj mogao izazvati masovno istrebljenje - ali jesu li svi nekako povezani?
Kao znanstvenici sa Zemlje, imamo razloga vjerovati da bi na popis mogao biti još jedan događaj. Naše novo istraživanje, objavljeno u časopisu Science Advances, pokazuje da je utjecaj Chicxulub možda potaknuo dodatnu vulkansku aktivnost daleko od Dekanovih zamki - zajedno s desecima tisuća milja podmorskih vulkanskih grebena koji leže na rubovima tektonskih ploča. Udar meteorita uzrokovao je velike seizmičke valove koji su putovali širom svijeta i koji su očito bili sposobni istjerati magmu iz plašta i u oceansku koru. Ovo bi vjerojatno bilo više loših vijesti za tadašnje dinosauruse i drugu floru i faunu.
**********
Poznato je da seizmička aktivnost može potaknuti razne hidrološke pojave, a ponekad čak i vulkanske erupcije. Nakon velikih zemljotresa u blizini, suhi potoci mogu početi teći, razine bunara mogu ići gore ili dolje, a gejziri ponekad mogu izbiti. Seizmičnost također pokreće vulkansku aktivnost, ali samo kad su uvjeti baš pravi - samo oko 0, 4 posto eksplozivnih vulkanskih erupcija koje bi mogle pokrenuti veliki potresi.
Može li tako veliki potres nastao kada se meteorit Chicxulub srušio na Zemlju biti povezan s neprekidnim erupcijama u Deccan zamkama? Ova vulkanska provincija prekrila je veći dio Indije protokom lave u manje od milijun godina. Tim istraživača sa Sveučilišta u Kaliforniji, pod vodstvom Berkeleyja (uključujući jednog od nas, Leif Karlstrom) revidirao je mogućnost povezanosti ta dva događaja.
Najnoviji pokušaji ovih erupcija jasno su pokazali da su Deccan zamke počele izbacivati lavu prije udara meteorita i masovnog izumiranja. Ali istraživanje koje je vodila Berkeley sugeriralo je da je učinak Chicxulub pokrenuo naglo povećanje stope erupcije. Ako su istine, sva tri događaja mogu se povezati: Nakon utjecaja uslijedile bi ubrzane vulkanske aktivnosti koje bi mogle pridonijeti masovnom izumiranju.
Podvodni tok lave curi između tektonskih ploča, kao na Aksijalnom podmorju gdje leži na starijim lavama. (Bill Chadwick, Državno sveučilište Oregon, i ROV Jason, Oceanografska ustanova Woods Hole, CC BY-ND) **********
Ako je hipoteza o pokretanju utjecaja ispravna, mogli bi očekivati da će se ugasiti i drugi vulkanski sustavi.
U bilo kojem trenutku velika većina vulkanske aktivnosti na Zemlji ne odvija se u poplavama magme koja pokriva kontinent niti u eksplozijama poput Mount St. Helensa. Na morskom dnu, gdje se tektonske ploče šire. Kako se Zemljina kora odvaja, uglavnom se čvrsti sloj plašta diže kako bi ispunio stvoreni prostor. Topi se dok se raspada na putu prema gore.
Ilustracija grebena srednjeg oceana, s magmom koja se uzdiže iz plašta i probija se kroz kore na granici između tektonskih ploča. (Pozadina, E. Paul Oberlander, Grafičke usluge WHOI. Inset, Bill Chadwick, Državno sveučilište Oregon i ROV Jason, Oceanografska ustanova Woods Hole. Izmijenio Joseph Byrnes, CC BY-ND) Ova nova magma prožima svoj put do površine i podstiče gotovo neprekidnu vulkansku aktivnost duž onoga što je poznato kao grebeni srednjeg okeana. Ovaj postupak stvara praktički svu koru na dnu oceana. Budući da su doba morskog dna relativno poznata, na njemu se čuva zapis okeanske vulkanske aktivnosti koji se proteže više od 100 milijuna godina. Ovaj izvanredni zapis vulkanske aktivnosti stvara priliku za testiranje pokretačke hipoteze.
U našoj novoj studiji koristili smo javno dostupne skupove podataka da bismo napravili evidenciju strukture morskog dna koja se proteže unazad 100 milijuna godina. Budući da za Mars i Veneru postoje bolje topografske karte od onih za Zemljino dno na globalnoj razini, bili smo prisiljeni koristiti indirektne metode za traženje varijacija u strukturama morskog dna.
Minutne razlike u jakosti gravitacije na različitim mjestima, mjereno satelitima, pružaju potreban alat za mapiranje. Spot s prekomjernom količinom stijena koji sjedi na morskom dnu, kao što biste očekivali da će biti rezultat ubrzane vulkanske aktivnosti, imat će nešto jača mjerenja Zemljinog gravitacijskog polja.
Vrijeme s najmanjim strukturnim anomalijama na morskom dnu - što ukazuje na 8 posto više anomalija mase nego u prosjeku - događa se prije 66 milijuna godina i poklapa se s dobi udara meteorita Chicxulub. (Byrnes i Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) Zatim smo pregledali evidenciju tih „gravitacijskih anomalija“ da bismo otkrili je li bilo kakva promjena strukture morskog dna koja se brzo dogodila. Otkrili smo da je neobično obilje ovih malih strukturnih anomalija na morskom dnu dogodilo tijekom 1 milijun godina od Chicxulub utjecaja. Gravitacijske anomalije u skladu su s otprilike 650 stopa visokim gomilama viška materijala koji leži na morskom dnu staroj 66 milijuna godina u Indijskom i Tihom oceanu.
Ukupni volumen suvišnog materijala teško je odrediti, jer je velika količina magme mogla biti ubrizgana u donju koru gdje bi imala slabiji gravitacijski potpis. Ali procjenjujemo da je otprilike u vremenu udara Chicxulub, redom od 23 000 do 230 000 kubičnih milja magme izbila iz grebena srednjeg okeana, širom svijeta. To je usporedivo s najvećim eruptivnim događajima u povijesti Zemlje od 4, 5 milijardi godina, uključujući Dekanove zamke.
Točke označavaju područja na morskom dnu koja pokazuju visoke stope širenja u vrijeme utjecaja Chicxulub prije 66 milijuna godina. Boje označavaju maksimalnu gravitacijsku anomaliju unutar 2 stupnja. (Byrnes i Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
Naša zapažanja sugeriraju sljedeći slijed događaja na kraju krede. Prije nešto više od 66 milijuna godina, Dekanove zamke počinju izbijati - vjerojatno pokrenute groznicom vruće stijene koja se izdiže iz zemljine jezgre, na neki način sličnom onome što se danas događa ispod Havaja ili Yellowstonea, a koje su sjele na stranu indijske tektonske ploče. Srednjokeanski grebeni i dinosauri nastavljaju svoju normalnu aktivnost.
Otprilike 250.000 godina kasnije, Chicxulub udari na obalu onoga što će postati Meksiko. Taj utjecaj uzrokuje masivan poremećaj klime Zemlje, ubrizgavanje čestica u atmosferu koje će se na kraju smjestiti u sloj gline koji se nalazi diljem planete. Nakon udara, vulkanska aktivnost ubrzava se možda nekoliko desetaka do stotina tisuća godina. Grebeni srednjeg okeana eruptiraju velike količine magme, dok erupcije Deccan zamke preplavljuju lavu po većem dijelu indijskog potkontinenta. Na kraju su nestale tri četvrtine biljnih i životinjskih vrsta na Zemlji; jedini preostali dinosaurusi su pernata, leteća sorta, koja se obično naziva pticama.
Sada je cilj dodatno pročistiti naše razumijevanje svakog događaja i njihovih interakcija. Je li bilo dovoljno aktivnosti srednjeg oceanskog grebena da doprinese masovnom izumiranju ili je potaknuti vulkanski podmornica samo simptom neke značajnije planetarne bolesti? Jesu li drugi vulkanski sustavi bili potaknuti udarom Chicxulub-a? Koja je igrala veću ulogu u pokretanju izumiranja: vulkanizam ili meteor?
Ono što je jasno jest da ovo novo istraživanje ukazuje na globalnu povezanost između katastrofa, dobar podsjetnik da događaji koji se događaju s druge strane planeta mogu imati učinke svuda.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Leif Karlstrom, docent znanosti o Zemlji, Sveučilište u Oregonu
Joseph Byrnes, postdoktorski suradnik znanosti o Zemlji, Sveučilište u Minnesoti
