Lähes kaikki tietävät, että 66 miljoonaa vuotta sitten asteroidi putosi maan päälle, mikä näytti johtavan dinosaurusten kuolemaan. Tämä syksy johti kuitenkin salaperäisiin seurauksiin. Missä puuryhmät kasvoivat ja ojensivat oksansa taivaalle, kuin pakeneessaan saniaisten ja pensaikkojen sakeuksista, jotka tarttuivat juuriin, vain hiilihapolliset rungot pysyivät. Hyönteisten jatkuvan hölynpölyn ja jättiläisten dinosaurusten huudon sijaan siellä oli vain tuulen pilli, joka lävisti hiljaisuuden. Pimeys putosi: sininen, vihreä, keltainen ja punainen, tanssivat auringossa, kaikki oli palanut.
Näin tapahtui, kun kymmenen kilometrin leveä jättiläinen asteroidi iski planeetallemme 66 miljoonaa vuotta sitten.
”Muutamassa minuutissa tai jopa tunneissa rehevä ja vilkas maailma muuttui hiljaiseksi ja autioksi maailmaksi”, kertoo Coloradon lounaisosaston tutkimusinstituutin planeettatutkija Daniel Durda. "Varsinkin tuhansien neliökilometrien alueella törmäyspaikan ympärillä - kaikki tuhoutui kokonaan."
Liittämällä yhteen tämän syksyn palapelin, tutkijat ovat kartoittaneet vaikutuksen pitkäaikaiset vaikutukset. Hän vaati yli kolmen neljäsosan elämää kaikista eläin- ja kasvilajeista maan päällä. Merkittävimmät uhrit olivat dinosaurukset - mutta monet heistä selvisivät lintujen muodossa.
Mutta osoittautui paljon vaikeammaksi maalata kaikki yksityiskohdat, erityisesti se, mikä seurasi pudotusta ja mikä antoi joidenkin lajien selviytyä.
Ensimmäistä kertaa he alkoivat puhua siitä tosiasiasta, että dinosaurukset tuhoutuivat asteroidin vaikutuksesta vuonna 1980. Tuolloin tämä ajatus oli kiistanalainen. Sitten vuonna 1991 geologit löysivät putoamispaikan - kraatterin, jonka halkaisija oli 180 km, Yucatanin niemimaalla Meksikossa. Kraatterin nimi oli Chicxulub läheisen kaupungin jälkeen.
Kraatteri oli vaikea löytää, koska se on maan alla. Pohjoinen osa oli myös kaukana rannikosta, haudattu alle 600 metrin valtameren sedimentteihin.
Mainosvideo:
Huhtikuussa 2016 tutkijat alkoivat porata kilometriä kraatterin meren puolella alaspäin 3 metrin pituisten ydinnäytteiden ottamiseksi. Tutkijaryhmä analysoi talteen otetut näytteet paljastaakseen kallion tyypin muutokset, pienet fossiilit ja mahdollisesti jopa kiven sulkeman DNA: n.
"Löydämme todennäköisesti karu valtameri nollatasolla heti törmäyksen jälkeen, ja sitten elämä voi palata takaisin", sanoo Sean Galik Texasin yliopiston geofysiikan instituutista, joka on mukana porauksessa.
Jotkut asiat voitiin oppia poraamatta kraatteria.
Esimerkiksi kraatterin koon vuoksi tutkijat laskivat, kuinka paljon energiaa olisi vapautunut iskuista.
Tietoja käyttämällä Texasin Kuun ja planeettojen instituutin Durda ja David Kring mallitsivat törmäyksen tarkat yksityiskohdat ja ennustivat, mitä tapahtumaketjua voi tapahtua. Tutkijat pystyivät testaamaan tämän skenaarion fossiileilla ja tarkistamaan, kuinka tarkkoja ennusteet ovat.
"Kaikki nämä laskelmat tehtiin huolellisesti", sanoo Smithsonianin kansallisen luonnontieteellisen museon johtaja paleobotanisti Kirk Johnson. "Voit rakentaa skenaarion, jossa siirryt pudotuksen hetkestä, kriidikauden viimeisestä sekunnista, ja siirry sitten askel askeleelta minuutin, tunnin, päivän, kuukauden ja vuoden ajan tapahtuman jälkeen."
Ja nämä tutkimukset kertovat tuhoisan tarinan.
Asteroidi lävisti taivaan nopeudella 40-kertainen äänenopeus ja kaatui maankuoreen. Tuloksena oli räjähdys 100 triljoonaa tonnia TNT-ekvivalenttia - seitsemän miljardia kertaa voimakkaampi kuin Hiroshimalle pudonnut pommi.
Vaikutus maankuoreen lähetti iskuaaltoja kaikkiin suuntiin. Tsunamit jopa 300 metrin korkeuteen Meksikonlahdella. Kymmenen pisteen maanjäristykset tuhosivat rannikon ja tuhansien kilometrien säteellä räjähdys revitti ja hajotti kaikki puut. Lopulta tonnia kiviä putosi taivaalta ja hautasi lopun elämänsä.
"Se oli pohjimmiltaan 10 kilometrin luoti", Johnson sanoo. - Uskomaton fysiikka. Uskomaton räjähdys, uskomattomat maanjäristykset, uskomattomat tsunamit ja kaikki satojen kilometrien säteellä on katettu talon kokoisilla kivillä."
Nämä alueelliset vaikutukset eivät sinänsä kuitenkaan aiheuttaneet maailmanlaajuista joukkotuonnin sukupuuttoa.
Kun asteroidi putosi, se höyryytti maankuoren suuren osan. Laskupaikan yli roskat nousivat kuin taskulamppu lentäen taivaalle. "Oli valtava, laajeneva plasmapallo, joka meni yläilmaan, avaruuteen", Durda sanoo. Soihtu laajeni länteen ja itään, kunnes se peitti koko maan. Sitten, kun se oli painovoimaisesti sitoutunut planeetalle, se valui takaisin ilmakehään.
Jäähtyessään se tiivistyi biljooniin lasipisaroiksi, joiden halkaisija oli neljäsosa millimetriä. He ryntäsivät maan pinnalle suurella nopeudella ja lämmittivät yläilmakehän niin voimakkaasti paikoin, että maassa puhkesivat tulipalot. "Palautuvien päästöjen voimakas lämpö loi kuuman vaikutuksen planeetalle", Johnson sanoo. "Nyt sinulla on liesi."
Tulipalojen noki yhdistettynä törmäyksestä aiheutuvaan pölyyn esti auringonsäteiden valon ja syöksytti maan pitkään, pimeään, talviseen pimeyteen.
Seuraavien kuukausien aikana pienet hiukkaset putosivat pinnalle piilottaen koko planeetan asteroidipölykerroksessa. Tällä hetkellä paleontologit näkevät tämän kerroksen, joka on säilytetty fossiilitiedotteessa. Tämä on liitukauden ja paleogeenin raja, käännekohta planeettamme historiaan.
Vuonna 2015 Johnson käveli 200 km altistuneesta liituvoide-paleogeenikerroksesta Pohjois-Dakotassa fossiileja etsiessään. "Jos katsot kerroksen alle, näet dinosaurukset", hän sanoo. "Mutta jos katsot yllä, ei dinosauruksia."
Pohjois-Amerikassa, ennen Chicxulub-iskua, fossiilit maalasivat kuvan rehevistä metsistä, joiden välillä joet virtaavat, ja saniaisten, vesikasvien ja kukkivien pensaiden tiheä aluskasvillisuus.
Ilmasto oli silloin lämpimämpi kuin nyt. Napoilla ei ollut jäälakkoja, ja jotkut dinosaurukset vaelsivat Alaskan pohjoisia maita ja kaukana etelään Antarktiksen Seymour-saarilla.
"Maailma oli biologisesti rikas ja monimuotoinen kuin kaikki, mitä näemme tänään ympärillämme", Durda sanoo. - Mutta myöhemmin ja etenkin pudotuspaikan lähellä, ympäristö muuttui samanlaiseksi kuin kuu. Aavikoitunut ja karu."
Tutkijat päättelivät asteroidin putoamisen seuraukset tutkimalla cretaceous-paleogene -kerrosta, jota löytyi 300 paikasta ympäri maailmaa.
”Toisin kuin mikään muu geologinen prosessi, asteroidin putoaminen tapahtuu heti. Kaikkea tätä ei ole venytetty satojen tai kymmenien miljoonien vuosien ajan. Kaikki tapahtui heti, Johnson sanoo. "Kun olemme tunnistaneet roskikerroksen asteroidin iskukraatterissa, voimme mennä ala-ja korkeammalle, verrata mitä tapahtui ennen ja jälkeen."
Lähempänä törmäysaluetta eläimet ja kasvit kuolivat joko kuumenevien lämpötilojen, villien tuulien, maanjäristysten, tsunamien tai taivaasta putoavien lohkareiden takia. Lisäksi, jopa maapallon toisella puolella, lajit kärsivät ketjureaktiosta, kuten auringonvalon puutteesta.
Alueilla, joilla elinympäristöä ei ole tuhottu tulipaloissa, lämpötilat ovat tuhottaneet eläinruoat ja hapan sade pilasi vesivarannot. Vielä pahempaa, ilmassa olevat roskat tekivät maan pinnasta yhtä tumman kuin valaisemattomassa luolassa, lopettaen fotosynteesin ja tuhoamalla ruokarainoja.
Kun kasvillisuus oli poissa, kasvissyöjillä ei ollut mitään syötävää. Jos kasvissyöjät kuolevat, lihansyöjillä ei ole mitään syötävää. Oli mahdotonta selviytyä. Kaikki, mikä ei palanut, kuoli nälkään.
Fossiilit osoittavat, että mikään suurempi kuin supikoira ei selvinnyt. Pienemmillä olennoilla on mahdollisuus, koska niitä on yleensä enemmän, ne syövät vähemmän ja voivat lisääntyä ja mukautua nopeammin.
Makean veden ekosysteemit tuntuivat periaatteessa paremmin kuin maanpäälliset. Mutta valtameressä kaikki meni palasiksi, kaikki ruokaketjut romahtivat.
Vaikka pitkä talvi lopetti fotosynteesin, sen vaikutukset olivat voimakkaammat kasvukauden alkavalla pallonpuoliskolla. "Jos olet varhain kesäkeskuksessa esimerkiksi pohjoisella pallonpuoliskolla ja valot sammuvat kasvukauden aikana, ongelmia syntyy."
Fossiilit osoittavat, että Pohjois-Amerikka ja Eurooppa olivat parhaat tämän helvetin jälkeen. Tämä viittaa siihen, että talvi alkoi pohjoisella pallonpuoliskolla asteroidin pudotessa.
Mutta jopa eniten kärsineillä alueilla, elämä indeksoi pian takaisin.
”Joukkotutkimus on kaksiteräinen miekka. Yhdessä päässä: mikä tappoi hengen. Toisessa päässä: mitä kykyjä kasvit ja eläimet tarvitsivat selviytyäkseen, kehittyäkseen ja toipuakseen?"
Toipuminen kesti kauan. Ekosysteemien palauttaminen kesti satoja, ellei tuhansia vuosia. Tutkijoiden arvion mukaan valtamereissä kesti kolme miljoonaa vuotta, ennen kuin orgaaninen aine palautui normaaliksi.
Kuten nykyisen metsäpalon jälkimainingeissa, saniaiset asuivat nopeasti palaneet alueet. Saniaisten hyökkäyksestä päässeet ekosysteemit hallitsivat levien ja sammaleiden tiheitä.
Alueilla, jotka ovat päässeet pahimpaan tuhoon, jotkut lajit ovat selvinneet uudelleen asuttaakseen planeetan uudelleen. Hait, krokotiilit ja jotkut kalalajit ovat säilyneet valtamerellä.
Dinosaurusten katoaminen merkitsi uusien ekologisten markkinarakojen avautumista. "Nisäkäslajien muuttuminen näihin tyhjiin ekologisiin markkinarakoihin johti siihen, että nisäkkäitä on paljon nykymaailmassa", Durda sanoo.
Kun tutkijat poraavat kraatteria tänä keväänä, he yrittävät jälleen saada selkeämmän kuvan kraatterin muodostumisesta ja putoamisen vaikutuksesta ilmastoon.
"Voimme tehdä parempia analyysejä kraatterin sisällä", Johnson sanoo. "Me opimme paljon energian jakautumisesta ja etenkin siitä, mitä tapahtuu maapallolle, kun siihen tulee jotain tämän kokoista."
Lisäksi tutkijat tarkastelevat kivien mineraaleja ja halkeamia ja yrittävät ymmärtää, mitä siellä voi olla asunut. Poraus auttaa meitä ymmärtämään, kuinka elämä palautettiin.
"Tarkkailemalla kuinka elämä palaa takaisin, löydät vastauksia pariin kysymykseen", Galik sanoo. - Kuka tuli takaisin ensin? Millainen se oli? Milloin evoluutiodiversiteetti ilmeni ja kuinka nopeasti?"
Vaikka monet lajit ja yksittäiset organismit kuolivat, muut elämänmuodot alkoivat menestyä heidän poissa ollessaan. Tämä kaksoiskuva katastrofista ja mahdollisuuksista on toistettu useita kertoja koko maapallon putoamisen historiassa.
Erityisesti on todennäköistä, että jos asteroidi ei olisi osunut maahan 66 miljoonaa vuotta sitten, evoluutio olisi kulkenut täysin eri tavalla - ja ihmiset eivät ehkä olisi ilmestyneet.”Toisinaan sanon, että Chicxulub-kraatterista tuli ihmisen evoluution upokas”, Kring sanoo.
Hän ehdotti myös, että suurten asteroidien vaikutukset ovat saattaneet auttaa syntymään elämää.
Kun asteroidi putosi, voimakas lämpö laukaisi Chicxulub-kraatterissa voimakkaan hydrotermisen toiminnan, joka voi kestää 100 000 vuotta.
Ja hän saattoi antaa termofiilien ja hyperthermofiilien - eksoottisten yksisoluisten organismien, jotka viihtyvät kuumissa, kemiallisesti rikastetussa ympäristössä - asettua kraatterin sisään. Poraus testaa tätä ajatusta.
Maata on pommitettu säännöllisesti alusta lähtien. Vuonna 2000 Kring ehdotti, että nämä vaikutukset loivat maanalaisia hydrotermisiä järjestelmiä, kuten ne, jotka ovat mahdollisesti muodostuneet Chicxulub-kraatteriin.
Nämä kuumat, kemiallisesti rikkaat, kosteat paikat ovat saattaneet aiheuttaa ensimmäisiä elämän muotoja. Jos niin, niin lämmönkestävät hyperthermofiilit olivat ensimmäisiä elämän muotoja maan päällä.
ILYA KHEL