Naučnici su otkrili kako se temperatura u Atlantskom okeanu promijenila prije masovnog izumiranja na kraju krede. Rezultati dokazuju da bi njegov uzrok mogao biti kombinirani učinak dva faktora: erupcije indijskih vulkana i pada asteroida.
Ovaj zaključak donijeli su američki stručnjaci sa Univerziteta na Floridi, čiji je članak objavljen u časopisu Nature Communications.
Od 1980-ih takozvana hipoteza o utjecaju dobila je na popularnosti među zapadnim znanstvenicima. Ona objašnjava masovno izumiranje na kraju krednog perioda (prije oko 66 miliona godina), koje su izgubili dinosaurusi i drugi organizmi, kao iznenadnu katastrofu koja se dogodila kao posljedica pada asteroida Chiksulub u regiji Jukatana.
U posljednje vrijeme, međutim, sve više stručnjaka dolazi do zaključka da su posljedice ovog događaja bile previše beznačajne da bi objasnile izumiranje brojnih grupa širom Zemlje. Da bi spasili hipotezu o uticaju, naučnici su je nadopunili vulkanskom komponentom. Predložili su da se uticaj asteroida poklopi sa erupcijom Deccan zamki, velike vulkanske provincije u Indiji.
Rezultati pokazuju da su na kraju krede bila dva porasta temperature vode u Atlantskom okeanu. Isprva je temperatura skočila za 14 stepeni Farenhajta, što, prema naučnicima, odgovara erupciji Dekanovih zamki, zbog kojih je u atmosferu ušlo mnogo ugljičnog dioksida, što je izazvalo efekt staklene bašte. Nakon 150.000 godina, došlo je do manjeg skoka temperature - njeni autori pripisuju padu asteroida.
"Preliminarno zagrevanje klime usled vulkanizma povećalo je opterećenje ekosistema i učinilo ih osetljivijim na katastrofu koja je izbila tokom pada asteroida", objasnili su autori. Prema istraživačima, dva skoka temperature koja su zabilježili u dobrom su skladu s dva talasa izumiranja, o kojima drugi naučnici razgovaraju.
Podsjetimo, nedavno su paleontolozi pokazali da su dinosaurusi propali mnogo prije pada asteroida, navodno krivog za njihovo izumiranje. Stoga ova kozmička katastrofa nije mogla biti glavni razlog nestanka dinosaurusa sa lica Zemlje.
Izumiranje
Zajedno s ne-ptičjim dinosaurima, progresivni morski zavropsidi, uključujući mosasaure i plesiosaure, leteće dinosauruse (pterosaure), mnogi mekušci, uključujući amone i belemnite, i mnoge male alge izumrle su. Ukupno je umrlo 16% obitelji morskih životinja (47% rodova morskih životinja) i 18% obitelji kopnenih kralježnjaka, uključujući gotovo sve velike i srednje velike. Svi ekosustavi koji su postojali u mezozoiku bili su potpuno uništeni, što je naknadno naglo potaknulo evoluciju skupina životinja poput ptica i sisara, što je na početku paleogena davalo ogroman broj oblika zahvaljujući oslobađanju većine ekoloških niša.
Međutim, većina taksonomskih skupina biljaka i životinja na razinama reda i više preživjela je ovo razdoblje. Dakle, mali kopneni sauropsidi, poput zmija, kornjača, guštera i ptica, kao i krokodilomorfi, uključujući krokodile koji su preživjeli do danas, nisu izumrli. Preživjeli su najbliži rođaci amonijaka - nautilusa, sisara, korala i kopnenih biljaka.
Postoji pretpostavka da su neki nevijački dinosauri (hadrosauri, teropodi itd.) Postojali na zapadu Sjeverne Amerike i u Indiji još nekoliko miliona godina na početku paleogena nakon njihovog izumiranja u drugim mjestima (paleocenski dinosauri [en]). Štaviše, ova pretpostavka je loše u skladu s bilo kojim od scenarija gašenja.
Uzroci izumiranja
Krajem devedesetih još uvijek nije postojalo jedinstveno stajalište o uzroku i prirodi ovog izumiranja.
Sredinom 2010. godine, daljnja istraživanja ovog pitanja dovela su do prevladavajućeg mišljenja u znanstvenoj zajednici da je važan uzrok kredsko-paleogenog izumiranja pad nebeskog tijela, što je uzrokovalo pojavu kratera Chiksulub na poluotoku Jukatan, a druga gledišta smatrana su kao marginalizirani. Trenutno ovo gledište nije odbačeno, ali su predloženi mnogi drugi, alternativni ili komplementarni faktori koji bi također mogli igrati ulogu u masovnom izumiranju.
Vanzemaljske hipoteze
- Hipoteza o uticaju. Pad asteroida je jedna od najčešćih verzija (tzv. "Alvarez hipoteza", koja je otkrila granicu krede i paleogena). Temelji se uglavnom na približnoj podudarnosti vremena formiranja kratera Chicxulub (koji je rezultat meteorita veličine oko 10 km prije otprilike 65 milijuna godina) na poluotoku Jukatan u Meksiku i vremena izumiranja većine izumrlih vrsta dinosaura. Uz to, nebesko-mehanička izračunavanja (zasnovana na promatranjima postojećih asteroida) pokazuju da se meteoriti veći od 10 km sudaraju sa Zemljom u prosjeku otprilike jednom u 100 milijuna godina, što po veličini, s jedne strane, odgovara datiranju poznatih kratera, koje su ostavili takvi meteoriti, a s druge strane, vremenski intervali između vrhova izumiranja bioloških vrsta u fanerozojima. Teoriju potvrđuje povećani sadržaj iridija i drugih platinoida u tankom sloju na granici vapnenačkih naslaga krede i paleogena, koji su primijećeni u mnogim dijelovima svijeta. Ti se elementi koncentrišu u plaštu i jezgri Zemlje i vrlo su rijetki u površinskom sloju. S druge strane, hemijski sastav asteroida i kometa tačnije odražava početno stanje Sunčevog sistema, u kojem iridijum zauzima značajniji položaj. Pomoću kompjuterskih simulacija, naučnici su pokazali kako je oko 15 trilijuna tona pepela i čađe bačeno u zrak i da je na Zemlji bio mrak poput noći u mjesecu. Kao posljedica nedostatka svjetlosti, biljke su usporile ili je inhibirala fotosinteza tijekom 1-2 godine, što je moglo dovesti do smanjenja koncentracije kisika u atmosferi (za vrijeme kada je Zemlja bila zatvorena od upliva sunčeve svjetlosti). Temperatura na kontinentima pala je za 28 ° C, u oceanima - za 11 ° C. Nestanak fitoplanktona, bitnog elementa lanca hrane u okeanu, doveo je do izumiranja zooplanktona i drugih morskih životinja. Ovisno o vremenu provedenom u stratosferi sulfatnih aerosola, globalna prosječna godišnja temperatura površinskog zraka smanjila se za 26 ° C, dok je do 16 godina temperatura bila ispod +3 ° C. Ležeći između debljine suvita ili udarne breče i prekrivajućeg paleocenskog pelagičnog krečnjaka, prelazni sloj od 76 cm u krateru Chicxulub, uključujući gornji dio s tragovima puzanja i kopanja (en: fosili u tragovima), formiran je manje od 6 godina nakon pada asteroida. Hipoteza koja objašnjava izumiranje padom nebeskog tijela potkrijepljena je geološkim trenutnim povećanjem razine kiselosti površinskog sloja okeana na granici krede - paleogena (smanjenje pH od 0,2–0,3), otkrivenim proučavanjem izotopske selekcije u karbonatnim ljušturama fosilifernih fosila. Do sada je razina kiselosti bila stabilna tijekom posljednjih 100 tisuća godina krede. Oštar porast kiselosti pratio je periodom postepenog povećanja alkalnosti (porast pH za 0,5), koje je trajalo i do 40 hiljada godina od granice s kredom i paleogenom. Povratak kiselosti na prvobitni nivo trajalo je još 80 hiljada godina. Takvi se fenomeni mogu objasniti smanjenjem potrošnje alkalija zbog izumiranja kalciniranog planktona uslijed brzog zakiseljavanja površinskih voda oborinama SO2 i NExuhvaćen u atmosferi kao rezultat velikog udara automobila.
- Verzija „višestrukog utjecaja“ (eng. Multiple impact event) koja uključuje nekoliko uzastopnih pogodaka. Koristi se, posebno, za objašnjenje da se izumiranje nije dogodilo istovremeno (vidjeti odjeljak Nedostaci hipoteze). Posredno u njenu korist govori i činjenica da je meteorit koji je stvorio krater Chiksulub bio jedan od fragmenata većeg nebeskog tijela. Neki geolozi vjeruju da je krater Shiva na dnu Indijskog okeana, datirajući otprilike iz istog vremena, rezultat pada drugog džinovskog meteorita, čak i većeg, ali to je gledište diskutabilno. Između hipoteza o uticaju jednog ili više meteorita postoji kompromis - sudar sa dvostrukim sistemom meteorita. Parametri kratera Chiksulub pogodni su za takav utjecaj ako su oba meteorita manja, ali zajedno imaju približno iste veličine i mase kao hipoteza o meteoritu jednog sudara.
- Eksplozija supernove ili eksplozija u blizini.
- Sudar Zemlje sa kometom. Ova se opcija razmatra u seriji „Šetnja sa dinosaurima“. Poznata američka fizičarka Lisa Randall povezuje hipotezu o kometi koja pada na Zemlju s utjecajem tamne materije.
Zemaljski abiotik
- Porast vulkanske aktivnosti koji je povezan s nizom učinaka koji bi mogli utjecati na biosferu: promjena sastava atmosferskog plina, efekt staklene bašte uzrokovan emisijom ugljičnog dioksida tijekom erupcija, promjena osvjetljenja Zemlje uslijed emisije vulkanskog pepela (vulkanska zima). Ovu hipotezu potkrepljuju geološki dokazi o džinovskom izlivu magme prije 68 i 60 miliona godina na teritoriju Hindustana, što je rezultiralo formiranjem dekanskih zamki.
- Nagli pad razine mora do kojeg je došlo u posljednjoj (maastrichtskoj) fazi krede („maastrichtska regresija“).
- Promjena godišnjih i sezonskih temperatura. To bi bilo posebno relevantno ako je valjana pretpostavka o inercijalnoj homoiotermiji velikih dinosaura, za koju bi bila potrebna još topla klima. Izumiranje se, međutim, ne podudara s vremenom značajnim klimatskim promjenama, te su, prema modernim istraživanjima, dinosauri bili vjerojatnije potpuno toplokrvne životinje (vidi fiziologiju dinosaura).
- Nagli skok magnetnog polja Zemlje.
- Prekomjerna potrošnja kisika u Zemljinoj atmosferi.
- Oštro hlađenje okeana.
- Promjena u sastavu morske vode.
Zemaljski biotik
- Epizootija je velika epidemija.
- Dinosauri se nisu mogli prilagoditi promjeni vrste vegetacije i bili su otrovani alkaloidima sadržanim u cvjetnim biljkama u nastajanju (s kojima su, međutim, koegzistirali desetinama milijuna godina, a upravo je s pojavom cvjetnih biljaka postignut evolucijski uspjeh određenih skupina biljojedivih dinosaura koji su ovladali novim biomom travnatih stepe )
- Na broj dinosaura snažno su utjecali prvi grabežljivi sisari, uništavajući gomile jaja i mladunaca.
- Varijacija prethodne verzije o premještanju neprvaskih dinosaura kod sisara. U međuvremenu, svi kredni sisari su vrlo male, uglavnom insektinozorske životinje. Za razliku od zavropsida, koji su zahvaljujući brojnim naprednim specijalizacijama, uključujući pojavu ljuskica i perja, jaja u gustom školjku i živorođeno, mogli odjednom savladati potpuno novo okruženje - suhi pejzaži udaljeni od rezervoara, sisavci nisu imali nikakve temeljne evolucijske prednosti u usporedbi s moderni gmizavci. Metabolizam barem nekih dinosaura bio je tako intenzivan kao i sisavci, na što ukazuju izotopni, komparativni morfološki, histološki i geografski podaci. Treba napomenuti da je vrlo teško razlikovati najizoliranije maniraptore od primitivnih ptica, te su skupine imale razlike na razini obitelji i reda, umjesto klasa, u kladistikama ih se smatra različitim redoslijedima iste klase sauropsida.
- Ponekad se pojavi hipoteza da dio velikih morskih gmizavaca nije mogao izdržati konkurenciju modernoj vrsti morskih pasa koji su se u to vrijeme pojavili. Međutim, čak se i u девоnu pokazalo da su morski psi nekonkurentni u odnosu na razvijenije kralješnjake, jer su koštana riba potisnuta u pozadinu. Morski psi, vrlo krupni i poprilično progresivni na pozadini svojih kongenera, pojavili su se u kasnom krednom razdoblju nakon pada pleziosaura, ali brzo su ih zamijenili Mosasauri koji su počeli zauzimati upražnjene niše.
Verzija „biosfere“
U ruskoj paleontologiji popularna je biosferna verzija „velikog izumiranja“, uključujući izumiranje neprvaskih dinosaura. Treba napomenuti da se većina paleontologa koji su to napredovali specijalizirala za proučavanje ne dinosaura, već drugih životinja: sisara, insekata i tako dalje. Prema njenim riječima, glavni izvorni faktori koji su utvrđivali izumiranje neprvaskih dinosaura i drugih velikih gmazova bili su:
- Pojava cvjetnica.
- Postepene klimatske promjene uzrokovane naftom kontinenata.
Slijed događaja koji vode do izumiranja predstavljen je kako slijedi:
- Cvjetnice, koje imaju razvijeniji korijenski sistem i bolje koriste plodnost tla, brzo su svugdje zamijenile druge vrste vegetacije. U isto vrijeme, pojavili su se insekti specijalizirani za cvjetnu prehranu, a insekti, „vezani“ za postojeće vrste vegetacije, počeli su izumrijevati.
- Cvjetajuće biljke formiraju travnjak, što je najbolji prirodni supresor erozije. Kao rezultat njihove distribucije, smanjena je erozija kopnene površine i, shodno tome, unos hranjivih sastojaka u okeane. „Iscrpljivanje“ okeana hranom dovelo je do smrti značajnog dijela algi, koje su bile glavni primarni proizvođač biomase u okeanu. Duž lanca to je dovelo do potpunog poremećaja cijelog morskog ekosustava i uzrokovalo masovna izumiranja u moru. Isto izumiranje zahvatilo je i velike leteće dinosauruse, koji su prema postojećim idejama bili trofično povezani s morem.
- Na kopnu su se životinje aktivno prilagodile jesti zelenu masu (usput, biljojedi dinosauri). U klasi malih veličina pojavili su se fitofazi malih sisavaca (poput modernih štakora). Njihov izgled doveo je do pojave odgovarajućih grabežljivaca, koji su takođe postali sisari. Sisari sitnih grabežljivaca nisu bili opasni za odrasle dinosauruse, ali su jeli svoja jaja i mladunče, što je stvaralo dodatne poteškoće u reprodukciji dinosaura. U isto vrijeme, zaštita potomstva za velike dinosauruse praktično je nemoguća zbog prevelike razlike u veličinama odraslih jedinki i mladunaca.
Lako je uspostaviti zaštitu ziđa (neki dinosauri u kasnoj Kredi zapravo prakticiraju ove vrste ponašanja), međutim, kada mladunac bude veličine zeca, a roditelji veličine slona, bit će srušen brže nego zaštićen od napada. |
- Zbog strogog ograničenja maksimalne veličine jajašca (zbog dopuštene debljine školjke) kod velikih vrsta dinosaura, mladunci su rođeni mnogo lakši od odraslih jedinki (u najvećim vrstama razlika u masi između odraslih i mladunaca bila je tisućama puta).To znači da su svi veliki dinosauri u procesu rasta morali više puta mijenjati svoju nišnu hranu, a u ranoj fazi razvoja morali su se natjecati s vrstama koje su bile specijalizirane za određene klase veličine. Nedostatak prenošenja iskustva između generacija samo je pogoršao ovaj problem.
- Kao rezultat kontinentalnog odrona na kraju krede promijenio se sustav zračnih i morskih struja, što je dovelo do izvjesnog hlađenja na velikom dijelu kopna i povećanja sezonskog gradijenta temperature, što je značajno utjecalo na biosferu. Dinosaurusi, kao specijalizirana grupa, bili su najranjiviji takvim promjenama. Dinosaurusi nisu bili toplokrvne životinje, a sama promjena temperature mogla bi poslužiti kao značajan faktor njihovom izumiranju.
Kao rezultat svih ovih razloga stvoreni su nepovoljni uvjeti za neprvačke dinosauruse, što je dovelo do prestanka pojave novih vrsta. "Stare" vrste dinosaura postojale su neko vrijeme, ali su postepeno potpuno izumrle. Očigledno, nije bilo oštre izravne konkurencije dinosaurusa i sisara, oni su zauzeli različite klase veličine, paralelno postojeće. Tek nakon nestanka dinosaura, sisari su zauzeli upražnjenu ekološku nišu, pa čak i ne odmah.
Zanimljivo je da je razvoj prvih arhosaura u trijasi pratio postepenim izumiranjem mnogih terapija, čiji su viši oblici bili u biti primitivni jajoliki sisavci.
Kombinovano
Gore navedene hipoteze mogu se nadopunjavati, što neki istraživači koriste za iznošenje različitih vrsta kombiniranih hipoteza. Na primjer, utjecaj džinovskog meteorita mogao bi izazvati porast vulkanske aktivnosti i oslobađanje velike mase prašine i pepela, što bi zajedno moglo dovesti do promjene klime, a to bi zauzvrat, promijenilo vrstu vegetacije i prehrambene lance itd., Klimatske promjene moglo biti uzrokovano i spuštanjem okeana. Dekanski vulkani su počeli eruptirati i prije pada meteorita, ali u jednom su trenutku česte i male erupcije (71 tisuću kubnih metara godišnje) ustupile mjesto rijetkim i velikim (900 milijuna kubnih metara godišnje). Naučnici priznaju da bi se promjena vrste erupcije mogla dogoditi pod utjecajem meteorita koji je pao u isto vrijeme (s pogreškom od 50 hiljada godina).
Poznato je da se kod nekih gmazova uočava fenomen spola potomstva na temperaturi polaganja jaja. 2004. godine, grupa istraživača s britanskog Univerziteta u Lidsu, koju je vodio David Milleangle. David Miller) sugerirao je da ako je slična pojava karakteristična i za dinosauruse, klimatska promjena od samo nekoliko stepeni mogla bi izazvati rođenje jedinki samo određenog spola (na primjer muški), a to zauzvrat čini daljnju reprodukciju nemogućom.
Nedostaci hipoteze
Nijedna od ovih hipoteza ne može u potpunosti objasniti cijeli kompleks pojava povezanih s izumiranjem neavijarskih dinosaura i drugih vrsta na kraju krede.
Glavni problemi navedenih verzija su:
- Hipoteze se posebno fokusiraju izumiranje, koji su, prema nekim istraživačima, išli istim tempom kao i prethodna vremena, ali su u isto vrijeme nove vrste prestale da se formiraju u sastavu izumrlih grupa.
- Sve impozantne hipoteze (hipoteze o utjecaju), uključujući astronomske, ne odgovaraju očekivanom trajanju njezinog razdoblja (mnoge su životinje počele izumrijeti mnogo prije kraja krede, a postoje dokazi o postojanju paleogenih dinosaura, mosasaura i drugih životinja). Prelaz istih amonita u heteromorfne oblike također ukazuje na neku nestabilnost. Može se dogoditi da je jako puno vrsta već potkopavalo neke dugotrajne procese i stajalo na putu izumiranja, a katastrofa je proces ubrzala.
- Neke hipoteze nemaju dovoljno dokaza. Dakle, nisu pronađeni dokazi da inverzije Zemljinog magnetskog polja utječu na biosferu, ne postoje uvjerljivi dokazi da bi maastrichtska regresija nivoa Svjetskog okeana mogla izazvati masovno istrebljenje na takvim mjerilima, nema dokaza o naglim skokovima temperature oceana upravo u ovom periodu, niti je dokazano. da je katastrofalni vulkanizam koji je rezultirao formiranjem Dekanovih zamki bio široko rasprostranjen, ili da je njegov intenzitet dovoljan za globalne promjene klime i biosfere.
Nedostaci verzije biosfere
- Wikimedia Commons Media Files
- Portal "Dinosauri"
U gornjem obliku, verzija koristi hipotetičke ideje o fiziologiji i ponašanju dinosaurusa, dok ne uspoređuje sve klimatske promjene i struje koje su se odvijale u mezozoiku, na kraju krede, te stoga ne objašnjava istodobno izumiranje dinosaura na kontinentima izoliranim jedan od drugog.