Powszechnie przyjmuje się, że około 66 milionów lat temu kosmiczna skała uderzyła w Ziemię wywołując kaskadę katastrof, które ostatecznie zabiły trzy czwarte życia na Ziemi, w tym dinozaury. Z nowych symulacji komputerowych wynika, że drobny pył wyrzucony w atmosferę podczas uderzenia był odpowiedzialny za ciemności i długą globalną zimę, która nadeszła po katastrofie i wymiotła z powierzchni Ziemi około 75 proc. gatunków roślin i zwierząt.
66 milionów lat temu w Ziemię uderzyła duża asteroida o średnicy od 10 do 15 kilometrów, zostawiając po sobie krater uderzeniowy Chicxulub, który znajduje się na dnie Zatoki Meksykańskiej. Kolizja wywołała gigantyczną katastrofę, w wyniku której wymarło około 75 proc. gatunków roślin i zwierząt. Kosmiczna skała uderzyła w Ziemię z siłą 10 miliardów bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę. Wywołała ogromne pożary lasów oraz potężne tsunami, które dotarło w odległe rejony planety. Uderzenie wyrzuciło również w atmosferę gigantyczne ilości siarki, co zablokowało promienie słoneczne dochodzące do powierzchni planety i spowodowało globalne ochłodzenie. Wydarzenia te na zawsze zmieniły oblicze naszej planety.
Ale dokładny przebieg katastrofy pozostaje nieznany. W nowych badaniach, które ukazały się na łamach „Nature Geoscience” (DOI: 10.1038/s41561-023-01290-4). naukowcy argumentują, że zbyt mało uwagi poświęcono roli malutkich drobinek pyłu, które zostały wyrzucone w atmosferę w wyniku gwałtownego zdarzenia. Według autorów publikacji, to właśnie pył najbardziej przyczynił się do wymarcia dinozaurów i innych gatunków.
Hipoteza, że to właśnie pył najbardziej przyczynił się do zabicia trzech czwartych życia na Ziemi, pierwotnie została zaproponowana w 1980 roku przez geologów, którzy odkryli pierwsze oznaki potężnego uderzenia. Odrzucono ją na początku XXI wieku, ponieważ próbki skał z tej epoki nie zawierały wystarczającej ilości drobnego pyłu, aby spowodować globalną zimę. Ale wcześniejsze badania opierały się słabej jakości próbkach.
Zespół geologów pod kierownictwem Cema Berka Senela z Królewskiego Obserwatorium Belgii w Brukseli ponownie zbadał następstwa katastrofalnego uderzenia. W nowych pracach przeanalizowano 40 próbek osadu pobranych ze złoża o głębokości 1,3 metra w Tanis w Północnej Dakocie. Miejsce to znajduje się 3000 kilometrów na północ od krateru Chicxulub, ale jak stwierdzili badacze, zapewnia unikalny obraz tego, jak pióropusze pyłu i sadzy rozprzestrzeniały się po uderzeniu.
Większe drobinki rozpraszają światło pod mniejszymi kątami niż te mniejsze, dlatego najpierw badacze określili, ile drobnego pyłu krzemianowego, w zakresie od 0,8 do 8 mikrometrów, znajduje się każdej próbce. „Odkryliśmy większy udział drobnego pyłu niż wcześniej sądzono” – napisali naukowcy.
Następnie uczeni wykorzystali modelowanie komputerowe. Za jego pomocą ustalili, że drobny pył, który powstał w ogromnej ilości, gdy asteroida uderzyła w Ziemię i sproszkowała znajdującą się pod nią skałę, był „najbardziej śmiercionośnym” z czynników, które łącznie wpłynęły na ówczesne życie na Ziemi.
Symulacja pokazała, że wysoki poziom pyłu w atmosferze, który w ciągu tygodnia pokrył całą planetę, spowodował globalne ciemności, które mogły trwać nawet dwa lata, co uniemożliwiło roślinom fotosyntezę. Bez roślin cały łańcuch pokarmowy uległ załamaniu. Drapieżniki, takie jak słynny tyranozaur, polowały na ofiary, których dieta opierała się na roślinach. Jako, że roślinożercy nie mieli co jeść, głodowały też drapieżniki.
W ciągu dwóch tygodni od uderzenie pył i sadza skutecznie zablokowały światło uniemożliwiając fotosyntezę. Ale rośliny były w lepszej sytuacji niż zwierzęta. Ich nasiona mogły poczekać na lepsze warunki, aby ponownie wykiełkować.
Wstrząs powstały w wyniku zderzenia spowodował również odparowanie skał i wytworzenie gazów zawierających siarkę, które zgromadziły się wysoko w atmosferze. Intensywne ciepło wytworzone przez uderzenie asteroidy spowodowało pożary na masową skalę, wyrzucając w niebo ogromne ilości sadzy i popiołu. Unoszące się w atmosferze sadza, siarka i pył zablokowały światło słoneczne na lata przyczyniając się do globalnej zimy, podczas której zanikła roślinność, co miało śmiertelne skutki dla zwierząt.
Po około 8-9 latach siarki zaczęło ubywać z atmosfery, ale drobinki pyły nadal tam pozostały. Mogły pozostawać zawieszone w atmosferze nawet przez 15 lat. Co więcej, mogły spowodować spadek globalnej temperatury nawet o 15 stopni Celsjusza.
Według nowych badań za długą, globalną zimę bardziej odpowiadał drobny pył krzemianowy niż siarka. „Odkryliśmy, że globalna ciemność i długotrwała utrata aktywności fotosyntetycznej na planecie występują tylko w scenariuszu z pyłem krzemianowym” – napisali naukowcy.
- Pył najprawdopodobniej spowodował masowe wymieranie poprzez zakłócenie aktywności fotosyntetycznej – powiedział Senel. Jego kolega Philippe Claeys z Wolnego Uniwersytetu w Brukseli dodał, że pył krzemianowy wyłonił się z symulacji jako „najskuteczniejszy bloker fotosyntezy”. - Taki pył sprawia, że atmosfera staje się nieprzezroczysta dla światła słonecznego, co utrudnia proces fotosyntezy roślin – podkreślił Claeys.
- Musimy zdobyć głębszą wiedzę na temat przyczyn globalnego ochłodzenia i utraty fotosyntezy, aby lepiej poznać dokładne mechanizmy, które nastąpiły po uderzeniu. Po raz pierwszy symulacje paleoklimatu wykazały dwuletnie tłumienie aktywności fotosyntetycznej i trwającą od 15 do 20 lat zimę wywołaną pyłem – zaznaczył Senel.
Jest jednak mało prawdopodobne, że badanie to będzie ostatnim słowem na temat tego, czy to sadza, pył czy może siarka w największym stopniu przyczyniły się do masowego wymierania pod koniec kredy. W różnych badaniach wykorzystuje się różne modele, co może mieć wpływ na wyniki, a różnice między zastosowanymi modelami mogą wyjaśniać różnicę zdań wśród badaczy.
Źródło: Live Science, Nature, Science Alert, fot. Mike Beauregard/ PxHere
