A krétakori időszak vége 66 millió évvel ezelőtt durva idő volt a Földön való élethez.
Három globális katasztrófa szinte egyidejűleg történt: A Chicxulub meteorit berohant a jelenleg Mexikó Yucatán-félszigetébe, a hatalmas Deccan Traps vulkáni tartományába a mai Indiában kitört, és a Föld növényeinek és állatainak körülbelül háromnegyede, beleértve az összes nem madár-dinoszauruszot, kihalt. Ennek a három eseménynek a bolygónk történetében egyidejű előfordulása évtizedekig tartó vitát váltott ki az okozati összefüggésekről. Vagy a vulkánkitörések nagy sorozata vagy egy földön kívüli hatás elképzelhető tömeges kihalást okozhat - de valamennyien kapcsolódtak egymáshoz?
Földtudósokként okunk van azt hinni, hogy lehet egy másik esemény, amelyet fel kell venni a listába. Új, a Science Advances folyóiratban közzétett kutatásunk azt mutatja, hogy a Chicxulub hatás további vulkáni aktivitást válthatott ki a Deccan csapdáktól messze - több tízezer mérföldes tengerszint feletti tenger alatti vulkanikus gerincek mentén, amelyek a tektonikus lemezek szélein fekszenek. A meteorit ütése nagy szeizmikus hullámokat okozott, amelyek a föld körül mozogtak, és látszólag képesek voltak a magmát a köpenyből és az óceáni kéregbe öblíteni. Ez feltehetőleg rosszabb hír lenne a korabeli dinoszauruszok és más növény- és állatvilág számára.
**********
Közismert, hogy a szeizmikus aktivitás különféle hidrológiai jelenségeket, és néha vulkáni kitöréseket válthat ki. A közeli nagy földrengések következményeként száraz patakok áramolhatnak, a kút szintje felfelé vagy lefelé emelkedhet, és gejzírek néha kitörhetnek. A szeizmus a vulkáni aktivitást is elindítja, de csak akkor, ha a körülmények megfelelőek - a robbanásveszélyes vulkánkitöréseknek csak körülbelül 0, 4% -át okozhatja nagy földrengések.
Tehát összefüggésben lehet-e a Chicxulub meteorit földbe zuhanásakor előidézett hatalmas földrengés a Deccan-csapdákban zajló folyamatos kitörésekkel? Ez a vulkáni tartomány India nagy részét kevesebb, mint egy millió év alatt lávaáramokkal borította. A Kaliforniai Egyetem, a Berkeley vezette kutatói csoport (köztük egyikünk, Leif Karlstrom) megvizsgálta a kapcsolat lehetőségét e két esemény között.
A kitörések eddigi legutóbbi erőfeszítései egyértelműen megmutatták, hogy a Deccan csapdák a lávát a meteorit ütése és a tömegpusztítás megkezdése előtt kezdték el lávát forgatni. A Berkeley vezette tanulmány azonban azt sugallta, hogy a Chicxulub hatása kitörési sebességének gyors növekedését váltotta ki. Ha igaz, akkor mindhárom esemény elképzelhetően összekapcsolható: A hatást gyorsított vulkáni tevékenység követi, amely hozzájárulhat a tömegpusztuláshoz.
A víz alatti láva kiszivárog a tektonikus lemezek között, mint az axiális tengerpartnál, ahol az idősebb láva tetején fekszik. (Bill Chadwick, Oregon Állami Egyetem és ROV Jason, Woods Hole Oceanográfiai Intézet, CC BY-ND) **********
Ha az indító hatással kapcsolatos hipotézis helyes, akkor arra számíthatnánk, hogy más vulkáni rendszerek is elindultak volna.
A Földön lévő vulkáni tevékenységek döntő többségét nem a kontinenst takaró magma-áradások vagy olyan robbanások jelentik, mint például a St. Helens-hegy. A tengerfenéken található, ahol a tektonikus lemezek szétszóródnak. Ahogy a földkéreg felbomlik, a leginkább szilárd köpenyréteg emelkedik, hogy kitöltse a létrehozott helyet. Olvad, miközben felfelé dekompresszál.
Ábra egy közép-óceáni gerincről, a magmával, amely a köpenytől felfelé emelkedik, és a kéregben kitör a tektonikus lemezek határán. (Háttér, E. Paul Oberlander, WHOI Grafikai Szolgáltatások. Inset, Bill Chadwick, Oregon Állami Egyetem és ROV Jason, Woods Hole Oceanográfiai Intézet. Módosította: Joseph Byrnes, CC BY-ND) Ez az új mágia felszínre keríti az utat és szinte folyamatos vulkáni tevékenységet fejt ki az úgynevezett óceáni középső gerincek mentén. Ez a folyamat az óceán fenekén gyakorlatilag az összes kéregből áll. Mivel a tengerfenék korosztálya viszonylag közismert, az óceáni vulkáni aktivitás rekordját megőrzi, amely 100 millió évig nyúlik vissza. Ez a figyelemre méltó vulkáni aktivitás lehetőséget teremt a kiváltó hipotézis tesztelésére.
Új tanulmányunkban nyilvánosan elérhető adatkészleteket használtunk a tengerfenék szerkezetének nyilvántartására, amely 100 millió évvel ezelőtt nyúlik vissza. Mivel a Mars és a Vénusz világszerte jobb topográfiai térkép létezik, mint a Föld tengerfenékén, így közvetett módszereket kényszerítettünk arra, hogy változásokat keressünk a tengerfenék szerkezetében.
A gravitáció erősségének periódusos eltérései különböző helyszíneken, műholdak által mérve, biztosítják a szükséges térképkészítő eszközt. Azoknak a foltoknak, amelyekben a tengerfenéken túl sok szikla található, amire várhatóan a gyorsított vulkáni aktivitás vezet, kissé erősebb lesz a Föld gravitációs mezőjének mérése.
A tengerfenéken a legkisebb szerkezeti rendellenességekkel járó idő - amely átlagosan 8% -kal több tömeg-rendellenességet jelez, 66 millió évvel ezelőtt fordul elő, és egybeesik a Chicxulub meteorit-hatás korával. (Byrnes és Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) Ezután megvizsgáltuk a „gravitációs anomáliák” rekordját, hogy megkeressük a tengerfenék szerkezetében gyorsan bekövetkező változásokat. A Chicxulub hatásának 1 millió éve alatt a tengerfenéken szokatlanul sok ilyen szerkezeti rendellenességet tapasztaltunk. A gravitációs anomáliák megegyeznek az indiai és a csendes-óceáni 66 millió éves tengerfenéken fekvő, körülbelül 650 láb magas felesleges anyaghalommal.
A fölösleges anyag teljes mennyiségét nehéz meghatározni, mert nagy mennyiségű magmát injektálhattak volna az alsó kéregbe, ahol gyengébb gravitációs jele lenne. Becsléseink szerint a Chicxulub ütközése idején az egész óceán közepén fekvő gerincekből 23 000–230 000 köbméter mágia tört ki az óceán közepén. Ez megegyezik a Föld 4, 5 milliárd éves története során a legnagyobb kitörő eseményekkel, beleértve a Deccan csapdákat.
A pontok olyan területeket jelölnek a tengerfenéken, ahol a Chicxulub 66 millió évvel ezelőtti ütése idején magas a terjedés. A színek jelzik a maximális gravitációs anomáliát 2 fokon belül. (Byrnes és Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
Megfigyeléseink a krétakor végén a következő események sorozatát sugallják. Alig több mint 66 millió évvel ezelőtt a Deccan-csapdák kitörnek - valószínűleg a Föld magjából emelkedő forró kőzet által iniciált, bizonyos értelemben hasonlóan a mai Hawaii vagy Yellowstone alatt zajló eseményhez, amely India tektonikus lemezének fekszik. A közép-óceáni gerincek és a dinoszauruszok folytatják normális tevékenységüket.
Körülbelül 250 000 évvel később a Chicxulub elbukik annak a partnak a partján, amely Mexikóvá válik. A hatás súlyos zavart okoz a Föld éghajlatában, és olyan részecskéket fecskendez be a légkörbe, amelyek végül agyagrétegbe kerülnek a bolygó egész területén. A hatás következményeként a vulkáni tevékenység valószínűleg tízezre-százezer évre felgyorsul. Az óceán közepén lévő gerincek nagy mennyiségű magmát bocsátanak ki, míg a Deccan csapdák kitörései lávat árasztanak el az indiai szubkontinens nagy részén. Végül a Föld növény- és állatfajainak háromnegyede eltűnt; az egyetlen fennmaradó dinoszaurusz a tollas, repülõ fajta, amelyet általában madaraknak neveznek.
A cél az, hogy tovább finomítsuk az egyes események és azok kölcsönhatásainak megértését. Elegendő volt-e az óceán közepén lévő gerinc-aktivitás ahhoz, hogy hozzájáruljon a tömegpusztuláshoz, vagy a kiváltott tengeralattjáró vulkanizmusa csupán valamely jelentősebb bolygóbeli betegség tünete volt? Más vulkáni rendszereket váltott ki a Chicxulub ütése? Melyik nagyobb szerepet játszott a kipusztulásban: a vulkánizmus vagy a meteor?
Nyilvánvaló, hogy ez az új kutatás a katasztrófák közötti globális összefüggésekre mutat, jó emlékeztető arra, hogy a bolygó másik oldalán bekövetkező események mindenhol hatást gyakorolhatnak.
Ezt a cikket eredetileg a The Conversation kiadta.
Leif Karlstrom, az Oregon Egyetem földtudományi asszisztensének tanszéke
Joseph Byrnes, a Minnesotai Egyetem Földtudományi Posztdoktori Tanácsa
