Kto samozrejme zabil ropných dinosaurov; (Aktualizované 2) Prispievatelia
V histórii geológie je známych päť veľkých hromadných vymieraní [Ja] . Najslávnejšie (a najlepšie študované) sa uskutočnili asi pred 66 miliónmi rokov (Ma) [II], na konci kriedového obdobia, keď boli eliminované dinosaury a dve tretiny všetkých morských živočíchov, čím sa vytvorila biologická medzera pre vývoj cicavcov, korunovaná konečným výskytom Homo Sapiens.
Hromadné a náhle zmiznutie dinosaurov vyvolalo medzi odborníkmi (geológmi, biológmi) prirodzenú otázku, ku ktorej sa pridali záujemcovia o vedecké vzdelávanie: Kto/čo zabilo dinosaury? Filmy ako Jurský park alebo Krajina pred časom spopularizovali túto tému, umocnili pocit úžasu pred týmito pôsobivými stvoreniami a zvýšili latku zvedavosti.
Otázka v nadpise článku získala veľa odpovedí v priebehu času, od roku 1825 do súčasnosti (podľa článku o syntéze z roku 1990 bolo sformulovaných viac ako 50 hypotéz.! iii ). Príčiny vyhynutia dinosaurov by boli Biota (metabolické poruchy, duševné poruchy, rasová senilita, ortogenéza, finalizmus, súťaž s inými zvieratami, predátormi alebo kvetinové zmeny) a abiotický, predstavované suchozemskými javmi (zmena podnebia, zmena atmosféry, oceánske a topografické zmeny, suchozemské katastrofy ako násilný vulkanizmus atď.) a mimozemskými javmi (slnečné škvrny, kozmické žiarenie, ničenie ozónovej vrstvy, dopad asteroidu atď.).
S takmer jednomyseľným súhlasom odborníkov sa najnovšia príčina - dopad asteroidu - dnes považuje za katastrofu zodpovednú za masívne a náhle zmiznutie dinosaurov pred 66 rokmi. Túto hypotézu navrhli v roku 1980 štyria vedci z Berkeley University a Lawrence Berkeley Laboratory pod vedením fyzika Luisa Alvareza, laureáta Nobelovej ceny v roku 1968, a jeho syna, geológa Waltera Alvareza (obrázok 1) [Iv] .
Podľa Alvarezovej hypotézy bol asteroid s priemerom cca. 10 km sa zrútilo v oblasti Chicxulub na severe Yucatánskeho polostrova (Mexiko) a vytvoril kráter s priemerom cca. 180 km a hĺbka 20 km (obrázok 2). Odhadovala sa nárazová energia viac ako miliardkrát vyššia ako energia dvoch atómových bômb zhodených na Hirošimu a Nagasaki v roku 1945 a vyhodený materiál sa odhadoval na 200 000 km ^ 3.
Hlavným geochemickým indikátorom dopadu asteroidu boli vysoké koncentrácie prvku irídia - nad 8-násobkom úrovne terénu. Výskum tímu Berkeley, ktorý sa začal na základe dôkazov v severnom Taliansku (obrázok 1), sa neskôr rozšíril do celého sveta a potvrdil, že obohatenie hornín o irídium bolo pred 66 Ma planetárnou udalosťou.
Hlavným smrteľným mechanizmom, ktorý spôsobil vyhynutie dinosaurov, bola podľa Alvarezovej rodiny tvorba aerosólov kyseliny sírovej kondenzovaných v stratosfére z častíc striekaných a vymrštených nárazom. Aerosóly na dlhé obdobie zatemnili oblohu, čo spôsobilo výrazné zníženie procesu fotosyntézy, podmienok blízkych globálnemu mrazu (niečo podobné ako v koncepcii „jadrovej zimy“) a kyslých dažďov. K tomuto prvému smrtiacemu mechanizmu možno pridať mega-tsunami, ktoré by prešli celým Mexickým zálivom a zasiahli až Texas a Floridu, obrovské požiare, kolosálne rázové vlny, ktoré spôsobili planetárne zemetrasenia a katastrofické sopečné erupcie.
Nedávna štúdia [v] publikovaná v časopise Scientific Reports skupinou japonských vedcov z univerzity Tohuku a Meteorogical Research Institute navrhuje ďalšieho „zabijaka“ dinosaurov: olej!
Autori spochybňujú úlohu sírnych aerosólov v stratosfére s argumentom, že keby tomu tak bolo, krokodíly a iné zvieratá by zahynuli rovnako ako dinosaury. Posledné nárazové experimenty a modelové výpočty ukázali, že kondenzované aerosóly kyseliny sírovej sa nemôžu vytvárať a pretrvávať dlho po dopade asteroidu.
Japonskí vedci namiesto toho naznačujú, že hlavnú úlohu pri stmievaní slnka zohrávali sadze vznikajúce pri spaľovaní obrovského množstva ropy v kráteri a oblasti Chicxulub. Ich výpočty naznačujú, že sadze (dosahujúce 2,6 miliárd ton) znížili slnečné žiarenie o 85% a oslabili hydrologický cyklus, čo malo za následok prudký pokles zrážok o 80%. Kombinácia týchto dvoch udalostí mala silný vplyv na rast rastlín (znížením fotosyntézy a kolapsom oceánskeho potravinového reťazca), čo viedlo k drastickému obmedzeniu možností stravovania pre dinosaurov. Sadze by navyše len za 3 roky ochladili Zem o 10 - 18 ° C a teplota povrchovej vody oceánu poklesla o 7 ° C. Teda, došlo k mini-zaľadneniu!
„Dymiacou pištoľou“ pre japonských vedcov boli vysoké koncentrácie polyaromatických uhľovodíkov (koronén, benzo (e) pyrén, benzo (g, h, i) perylén), ktoré sú prítomné v sadzách a nájdené/merané vo vrstvách od limitu KT (krieda) - terciárne) z Haiti a Španielska. Pôvod sadzí možno pripísať prírodným požiarom a/alebo neúplnému spaľovaniu ropných uhľovodíkov. Autori štúdie použili zistenie, že väčšina častíc sadzí zo súčasných požiarov sa vstrekuje do troposféry, ale nie do stratosféry. Potom použili geochemický parameter, uhlíkový preferenčný index (CPI), na rozlíšenie medzi dvoma možnými zdrojmi sadzí a dospeli k záveru, že hlavným zdrojom aerosólov je spaľovací olej, ktorý má v súčasnosti ničivé účinky na veľké živé bytosti 66. Ja.
Kde bola ropa v čase dinosaurov?
Vzorky hornín vyťažených z krátera Chicxulub naznačujú prítomnosť ropných ílov, podobných tým, ktoré sa dnes ťažia hydraulickým štiepením, napr. v Texase (Eaglefordská hlina) alebo v Severnej Dakote (Bakkenova hlina). Množstvo oleja a iných organických látok v nárazovom kráteri nie je známe, pretože úplne horelo. Ale nárazové brekcie na hranici KT v kantarelskej panve - najväčšom mexickom ropnom poli blízko krátera, obsahujú obrovské množstvá ropy pochádzajúce z ložísk neskorej jury (asi o 90 mil. Viac ako v oblasti dopadu). ). Toto je nepriamy dôkaz o prítomnosti veľkého množstva uhľovodíkov v horninách zasiahnutých neskorou kriedou. Ropa bola počas nárazu spálená, čo dokazuje prítomnosť uhlíkových cenosfér v Kanade, Dánsku a na Novom Zélande [Vi] .
Namiesto záverov
Zdá sa mi šťastnou zhodou okolností, že ropa hrala vo vývoji ľudstva dvojitú úlohu: na jednej strane ako „zabijak“ dinosaurov okamžite vytvorila biologickú niku a úspešne ju obsadili cicavce, ktorých poslednými predstaviteľmi sme; na druhej strane bola ropa základnou energiou, ktorá poháňala a stále poháňa modernú ľudskú civilizáciu. [prichádzaš]
Ako špekulácie možno povedať, že ťažba ropy a jej postupné spaľovanie je poistkou proti novým katastrofickým dopadom, ktoré vyprodukuje budúci asteroid túžiaci po zrážke so Zemou. Takže, prosím, ľahšie s olejom na schodoch ekológie!
Čo ak by asteroid zasiahol planétu v oblasti s menším obsahom ropy?
Rýchle výpočty naznačujú, že účinky nárazu by boli oveľa menej devastujúce (asi o tretinu) ako to, čo sa stalo pred 66 rokmi. Bolo by možné, aby s nami prežili dinosaury? Neviem. Keby však nebolo ropy, dnes by sme určite nemali autá. Možno iba domáce zviera, napríklad Dino prozauropod v slávnom filme Flintstones !
Náhle vyhynutie dinosaurov: Dôsledky v spore Cuvier vs. Darwin
Z piatich hlavných vyhynutí uznaných geológiou a biológiou došlo iba k poslednému náhle (na stupnici geologického času), čo bolo charakterizované ako katastrofický zánik. Táto situácia spochybnila starší vedecký spor, medzi Georgesom Cuvierom a Charlesom Darwinom.
Už v roku 1812 Georges Cuvier („otec paleontológie“) preukázal, že fosílie, ktoré študoval, mali štyri hlavné črty, vďaka ktorým boli v zásade nezlučiteľné s postupnosťou: stagnácia, náhly výskyt fosílnych foriem, náhle zmiznutie fosílnych foriem a absencia vzácnosti. ) prechodné formy. Na základe týchto zistení Cuvier uviedol, že v histórii Zeme pravdepodobne došlo k veľkým katastrofám, ktoré spôsobili, že celé skupiny druhov náhle zmizli zo skál a boli rovnako náhle nahradené novými skupinami, ktoré znovu osídlili planétu. Tieto úvahy tvorili základ teórie katastrofy.
Hlavným problémom v tomto prípade je, že katastrofické vymieranie a náhle výtvory sa vyskytujú nad rámec bežného rozsahu ľudských skúseností, čo sťažuje vedecké skúmanie. Pre ľudský život a pre vedu všeobecne by bolo oveľa jednoduchšie a pohodlnejšie, keby geologické a paleontologické zmeny mohli byť výsledkom postupného, predvídateľného a jednotného vývoja v nesmiernych časových obdobiach.
Tento cieľ sa naplnil v roku 1830 (dva roky pred Cuvierovou smrťou), keď právnik-geológ Charles Lyell publikoval Princípy geológie, ktoré zaviedli dôsledný uniformitarianizmus ako základ geológie. Heslo uniformitarianizmu - súčasnosť je kľúčom k minulosti - bolo víťazné, pretože s takýmto kľúčom po ruke môže geológia v zásade „odomknúť“ všetky tajomstvá prírody. Navyše, geológovia majú teraz silnú motiváciu opätovne interpretovať existujúce geologické dôkazy podľa nového pravidla vydaného Lyellom, ktoré ako platné vedecké vysvetlenie ignoruje katastrofy a náhle výtvory.
Lyellov chránenec Charles Darwin rozšíril svoju logiku aj na biológiu. Podľa svojej klasickej práce z roku 1859 - Pôvod druhov - sa Darwin domnieva, že biologické druhy sa neobjavujú a nezanikajú (takmer) okamžite, ale vyvíjajú sa postupne, krok za krokom, od skorých po zrelé formy, a popri tom hromadia malé priaznivé variácie prirodzený výber. Dôsledkom toho je, že druhy ubúdajú a miznú rovnako postupne v dôsledku konkurencie modifikovaných potomkov alebo účinnejších druhov v procese adaptácie, prežitia a reprodukcie. Stručne povedané, ak má Darwin pravdu, vznik a vymieranie druhov prebehlo pomalým a neustálym pôsobením troch síl - reprodukcie, dedičstva a konkurencie.
Kvôli tejto logike Darwin nezohľadnil Cuvierovu teóriu periodických katastrof a uviedol, že naopak „existuje dôvod domnievať sa, že úplné vyhynutie druhov v skupine je spravidla pomalší proces ako ich vznik“. Ako som už písal, táto Darwinova základná pozícia je čisto teoretická bez úplného pokrytia fosílnymi dôkazmi. Ten, kto študuje svoju prácu z roku 1859, nachádza iba jednu pasáž o náhlom zmiznutí druhu: sú to amonity (starí mäkkýše), ktoré zmizli spolu s dinosaurami a 78% iných druhov na konci kriedy kvôli asteroidu Chicxulub. Pretože bol iba amatérskym geológom, bez Cuvierovej profesionality, mohol Darwin ako vysvetlenie úplného vyhladenia amonitov ponúknuť iba nevinné zvolanie: „úžasne náhle“.
Okrem toho Darwin používa rafinovanú rétoriku na diskreditáciu Cuvierovho katastrofy (napr. Napriek tomu je naša nevedomosť taká hlboká a je tak vysoká naša domnienka, že sa čudujeme, keď počujeme o zániku organickej bytosti: a nevidíte dôvod, prečo vyvolávame kataklizmy, aby sme pustili svet ...). Inými slovami, podľa svojej ideológie Darwin zastáva názor, že geológovia typu Cuvier, ktorí pripisovali vyhynutie katastrofám dokázaným rozumnými interpretáciami fosílií, boli chudobní ignoranti, pretože nepoznali vysokú logiku prírodného výberu.
Výučba evolučnej teórie na školách a fakultách prostredníctvom prírodného výberu, ktorá je súčasťou učebných osnov, prinútila generácie po generáciách geológov (a biológov), aby ju prijali bez reptania a apelovania. Akýkoľvek, aj nesmelý pokus o vyslovenie pochybností je okamžite klasifikovaný ako politicky nekorektný. Okamžite sa stanete vyvrheľom alebo popieračom holokaustu!
Nemalo by byť teda prekvapením, že v publikácii Alvarezovej teórie z roku 1980, v ktorej sa Cuvier plne pomstil v spore o Darwin, boli geológovia a paleontológovia zmätení a spočiatku vehementne popierali možnosť katastrofického, neortodoxného zániku. Darwinian: Nič také neexistuje! (ako sedliak Marin Preda, ktorý ako prvý vidí v zoo žirafu).
Paleontológovia, ktorí boli vzdelávaní na škole Lyella a Darwina, spočiatku reagovali s hrôzou a hlbokou nedôverou. Ale po desiatich rokoch neustáleho hromadenia nových a nových dôkazov o kozmickej katastrofe 66 Ma, ktorá náhle vyhubila viac ako dve tretiny existujúcich druhov, sa dosiahla (takmer) jednomyseľnosť: Áno, vývoj života na tejto zemi možno prerušiť. katastrof, v rozpore s politicky správnym kánonom. A myslím si, že dnes už nikto nepochybuje o vízii Cuvier.
Aby som parafrázoval Johna F. Kennedyho, povedal by som, že vo vede, rovnako ako vo vojne, má víťazstvo veľa otcov; porážka je vždy osirelá.
Čo si Darwin myslel o vyhynutí?
Pre čitateľov, ktorí si nečítali Darwinov opus z roku 1859 - Pôvod druhov - reprodukujem pod jeho štyrmi názormi na úlohu vyhynutia pri vývoji života.
1. K vymieraniu druhov dochádzalo postupne a nepretržite [s.m.], počas celej histórie života na Zemi.
2. Náhle zmiznutia mnohých druhov, ktoré sa dnes nazývajú hromadné vymieranie, nenastali.
Aj keď sa jeho mentor, právnik-geológ Charles Lyell, zmienil o planetárnej katastrofe na hranici kriedy a treťohôr už v roku 1830, Darwin bol presvedčený (a po ňom armáda verných potomkov), že „také niečo neexistuje“ (Marin Preda) a že náhly únik druhov z fosílnych údajov je spôsobený výlučne „extrémnou nedokonalosťou geologických údajov“.
Rovnako ako jeho mentor Lyell, aj Darwin (ironicky, sarkasticky) opovrhoval tými, ktorí rovnako ako Georges Cuvier považovali vyhynutie za katastrofické:
Tak hlboká je naša nevedomosť a tak vysoká naša domnienka,
že sa čudujeme, keď sa dopočujeme o zániku an
organická bytosť; a keďže nevidíme príčinu, odvolávame sa
kataklizmy na opustenie sveta alebo vymýšľanie zákonov na internete
trvanie foriem života!
3. Vymieranie druhov je zvyčajne, aj keď nie vždy, dôsledkom straty konkurencie s konkurenciou druhov. To znamená, že vyhynutia majú biologické príčiny, nie fyzické. [S.M.]
4. Vymieranie druhov a väčších skupín úzko súvisí s pomalým a dlhým procesom prirodzeného výberu, čím sa stáva hlavnou súčasťou pokroku v evolúcii.
Darwin venoval mimoriadnu pozornosť tomu, aby odmietol akúkoľvek možnosť, že by rad prírodných katastrof spôsobil náhle vyhynutie, a tým rozhodujúcim spôsobom ovplyvnil vývoj života na Zemi. Jeho nepriazeň osudu pre katastrofu Georgesa Cuviera, ktorý by svoju vlastnú teóriu obrátil naruby, zašiel až tak ďaleko, že povedal, že v prvom vydaní Pôvod druhov - slovo vyhynutie sa v indexe neobjavuje.
Ďalšie podrobnosti a reprezentatívne citácie k štyrom vyššie uvedeným názorom si môžete prečítať v
Raup, D. M., 1994, Úloha vymierania v evolúcii, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, zv. 91, s. 6758-6763
Obrázok 1. (vľavo) Luis a Walter Alvarezovci pred hranicou kriedy a treťohorami (KT) v talianskom Gubbio, 1981. (vpravo) Dva dôkazy meteorického dopadu: ílová vrstva obohatená irídiom a „šokované“ úlomky kremeňa spôsobené nárazom . Zdroj
Obrázok 2. Oblasť Chicxulub na severnom polostrove Yucatán v Mexickom zálive s kruhovou oblasťou s priemerom asi 180 km je dobrým kandidátom na lokalizáciu dopadu asteroidu, ktorý je v súčasnosti 66 Ma. Obrázok vpravo ilustruje merania gravitačného poľa, ktoré dokážu detekovať striekané horniny s nízkou hustotou (modré) a nedotknuté nárazové horniny s vysokou hustotou (zelené a žlté). Adaptácia podľa zdroja.
ii Presnejšia hodnota je 65,5 Ma
iii Benton, M. J., 1990. Vedecké metodológie pri kolízii: história štúdia vyhynutia dinosaurov, Evolutionary Biology, zv. 24, s. 371-400
iv Alvarez, L. W. a kol., 1980, Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction, Science, zv. 208, č. 4448, s. 1095-1108
v Kaiho, K. a kol., 2016, Globálna zmena podnebia spôsobená sadzami na hranici K-Pg ako príčina hromadného vymierania, Nature Scientific Reports | 6: 28427 | DOI: 10,1038/srep28427
vi Harvey, M. C. a kol., 2008, Spaľovanie fosílnych organických látok na hranici kriedy a paleogénu (K-P), Geology, zv. 36, s. 355–358
Bibliografia pre aktualizáciu:
Raup, D. M., 1991, Bad Genes or Bad Luck?, Úvod Stephen Jay Gould, W. W. Norton and Company Ltd., New York, 210 s.
Johnson, P. E., 1992, Zánik darvinizmu, Atlantik, február 1992
Raup, D. M., 1994, Úloha vymierania v evolúcii, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, zv. 91, s. 6758-6763