Vulkanizmus játszott döntő szerepet a dinoszauruszok kipusztulásában

2014.12.21. 19:27

A népszerű aszteroida becsapódási elmélet erőteljes revízióra szorul a Princeton Egyetem (New Jersey, Egyesült Államok) kutatócsoportjának legfrissebb vizsgálatai szerint, amelyről a Science szaklap számol be.

Nem az égből érkezett az igazi Armageddon

Az indiai szubkontinens nyugati részén 66 millió éve elkezdődött, és a földtani szakirodalomban Dekkán trapp-bazaltvulkanizmusként ismert esemény sokkal nagyobb szerepet játszott a kréta-időszak (147 millió évtől 64,5 millió évig) legvégén történt tömeges kihalásban, mintsem azt eddig feltételeztük.

A kihalás előtti időszak leghíresebb dinoszaurusza, a T. rexForrás: wikimedia.org

A trapp-bazaltvulkanizmus rengeteg gázt juttatott az atmoszférába, amelynek hatásai, a rapid éghajlatváltozás és az óceánok elsavasodása döntő tényező volt a kréta végi nagy kihalási hullám elindításában – erre a következtetésre jutott a Princeton Egyetem kutatócsoportja. Mindez pedig jelentősen árnyalja a mára már általánosan elfogadottá vált, és a dinoszauruszok kihalását a 64,5 millió évvel ezelőtt történt aszteroida becsapódással összefüggésbe hozó elméletet.

Fél Európányi fortyogó lávamező

A kréta időszak legvégén az indiai szubkontinens még nem kapcsolódott Eurázsiához, hanem hatalmas szigetként nyomult észak felé, bezárva a földtörténeti középkor, a mezozoikum (249 millió évtől 65 millió évig) egykor hatalmas trópusi egyenlítői óceánját, a Tethyst. 

 

A Föld a kréta-időszak legvégén. Az indiai szubkontinens ekkor még hatalmas szigetként közeledett Eurázsia feléForrás: wikimedia.org

A dinoszauruszok 64,5 millió évvel ezelőtt történt végleges eltűnése előtt, mintegy 750 ezer évvel korábban kiterjedt vulkáni tevékenység kezdődött a mai Dekkán-fennsík területén.  ( A trapp-vulkanizmus az úgynevezett eruptív, robbanásos vulkánkitörésekkel szemben nagy területet beborító, folyamatos és akár hosszú ideig eltartó lávakiömlést jelent.

A Dekkán trapp-bazaltvulkanizmus rétegsora Nyugat-Indiában, Mumbaitól délreForrás: wikimedia.org

Ellentétben a robbanásos kitörésekkel ez lényegesen „szelídebb” folyamat.)  A Dekkán-vulkanizmus a legnagyobb aktivitása idején mintegy másfélmillió km2 területet elborító fortyogó lávamezőt jelentett. Szemléltetésként, ez a mai India területének nagyjából a felét teszi ki.)

Megtizedelődnek a dinoszauruszok

Annak ellenére, hogy az eruptív vulkánkitörésekkel szemben a trapp-vulkanizmus nem juttat port és hamut a földi légkörbe, a majd 750 ezer évig eltartó Dekkán trapp-vulkanizmus hatására rendkívül nagy mennyiségű széndioxid és egyéb gázkomponens került az atmoszférába. Az így kialakult üvegházhatás földtörténeti léptékben mérve rendkívül gyors és rapid globális felmelegedést okozott. A számítások szerint mintegy 8 Celsius fokkal emelkedett meg a Föld akkoriban amúgy is meleg globális átlaghőmérséklete.

A madarak őse, az Archeopteryx. A dinoszauruszok eleven emlékét leszármazottaik,a madarak őrzikForrás: wikimedia.org

Ennek pedig rövidtávon ható súlyos ökológiai következményei voltak; az akkori szárazföldeket uraló állatcsoport, a dinoszauruszok gyors hanyatlásnak indultak. A légkörbe került és az esőzésekkel a világtengerbe mosott széndioxid pedig  elsavasította az óceánokat, mindez pedig súlyos hatással járt a földtörténeti középkor tengereit uraló alsóbbrendű külsővázas lábasfejű állatcsoportok, az ammoniteszek, és a beleminteszek fennmaradására.

Vulkanizmus, mint kihalást indukáló tényező

„Az elmúlt 500 millió év öt nagy kihalási eseménye közül négynél a dekkáni trapp-vulkanizmushoz hasonló események játszottak szerepet” – nyilatkozta Blair Schoene, a Princeton Egyetem földtudományi tanszékének docense, a kutatócsoport tagja. A Dekkán trapp-vulkanizmus kezdetét és végét igen precíz, radiometrikus kormeghatározási technikával állapították meg; a Dekkán-bazaltban található uránium és cirkon segítségével.

Egy valószínűsíthetően a K-T esemény következtében elpusztult ragadozó dinoszaurusz, a Tarbosaurus bataar kövülete MongóliábólForrás: wikimedia.org

A trapp-vulkanizmus az utolsó 250 ezer évben volt a maximumon, a mintegy másfél milliónyi km2 területet 2000 méter vastagságban beborító ultrabázikus magmás kőzetanyag 90 százaléka ekkor keletkezett. Földtörténeti időskálán ez roppant rövid periódus – nyilatkozta Blair Schoene.

Nobel-díjas atomfizikus a dínók kihalása nyomában

Szakértők már korábban is összefüggést találtak a Dekkán trapp-bazaltvulkanizmus, és az úgynevezett K-T (kréta-tercier) kihalási esemény között. „Ezek az eredmények jelentősen megerősítették azt a feltételezést, hogy a kréta végi tömeges kihalás oka a vulkanizmussal összefüggésbe hozható gyors klímaváltozás, valamint az óceánok elsavasodása volt.” – nyilatkozta a Science News-nek Greta Keller, a Princeton Egyetem földtudományi tanszékének professzora.

A rapid kihalási hullám áldozatai, köztük a híres ragadozó dinoszaurida,a Tyrranosaurus rexForrás: wikimedia.org

A dinoszauruszok vesztét okozó becsapódási elmélet viszonylag új. 1980-ban, az olaszországi Gubbio mellett a mediterrán medence földtörténetét tanulmányozó amerikai kutatócsoport vezetője, Walter Alvarez fedezte fel, hogy a kréta és a földtörténeti újkor első időszaka, a paleocén-időszak (65 millió évtől 55 millió évig) határa közé egy vékony, sötétszürke agyagos réteg iktatódott.

A K-T becsapódási elmélet atyja, Louis Alvarez magfizikus 1968-ban, a fizikai Nobel-díj átvétele utánForrás: wikimedia.org

Az ebből a rétegből vett mintát elküldte édesapja, a Nobel-díjas atomfizikus Louis Alvarez részére, aki a laboratóriumi vizsgálatok eredményeként megállapította, hogy a K-T határvonalon lévő vékony rétegben egy, a földi litoszférában igen ritka elem az irídium mennyisége mintegy az ezerszerese a normál értéknek.

A kréta végén történt pusztító aszteroida becsapódás nyomait őrző vékony határréteg a kréta-paleocén határon, piros nyíllal jelölveForrás: wikimedia.org

Az irídium az aszteroidákban lényegesen nagyobb arányban fordul elő mint a földön, ezért Alvarez arra a következtetésre jutott, hogy a határrétegben kimutatott irídium-anomália egy, a kréta végi kisbolygó becsapódás bizonyítéka. Az 1980-as években világszerte kimutatták a határrétegen észlelt irídium-anomáliát,és ez azt bizonyította, hogy globális hatású becsapódási esemény történt a kréta legvégén.

Mi lehetett akkor a valódi Armageddon szerepe?

1992-ben sikerült a becsapódási kráter maradványait is megtalálni a Yucatán-félsziget közelében, a Mexikói-öböl aljzatán. A mintegy 200 kilométer átmérőjű kráter méretéből és formájából a becsapódó égitest méretét és sebességét is sikerült kiszámítani.

A kréta végi halálos aszteroida becsapódás művészi ábrázolásaForrás: wikimedia.org

A mexikói Chixculub városka közelében megtalált krátert egy nagyjából 12-15 kilométer átmérőjű aszteroida becsapódása okozta, amely lapos szögben délkeleti irányból, 36 km/sec sebességgel érkezett. A becsapódás által felszabadított energia százmilliószorosa volt az 1955-ben felrobbantott legnagyobb hatóerejű, 50 megatonnás „Cár” hidrogénbombának. A becsapódás nyomán a légkörbe jutott irdatlan mennyiségű por és aeroszol miatt öt-hat hónapra a minimálisra csökkent a fotoszintézis, és ez rapid kihalást okozott. A Dekkán trapp-vulkanizmus miatt amúgy is megtizedelt dinoszaurida csoportok ezt az újabb krudélis környezeti változást már nem tudták elviselni.  A K-T becsapódás, a Princeton Egyetem kutatói szerint, tehát csak azt a bizonyos pontot tette fel az i betűre.