Liitukauden loppuminen 66 miljoonaa vuotta sitten oli karkea aika elää maan päällä.
Kolme maailmanlaajuista katastrofia tapahtui melkein samanaikaisesti: Chicxulubin meteoriitti iski nykyiseen Meksikon Yucatanin niemimaan alueelle, massiivinen Deccan Trapsin vulkaaninen provinssi nykyajan Intiassa puhkesi ja noin kolme neljäsosaa maan kasveista ja eläimistä, mukaan lukien kaikki muut kuin lintujen dinosaurukset, kuoli sukupuuttoon. Näiden kolmen tapahtuman esiintyminen samanaikaisesti planeettamme historiassa on edistänyt vuosikymmenien mittaista keskustelua syy-yhteyksistä. Joko suuri joukko tulivuorenpurkauksia tai maapallon ulkopuoliset vaikutukset saattaisivat aiheuttaa massatun sukupuuton - mutta olivatko ne kaikki jotenkin yhteydessä toisiinsa?
Maan tutkijoina meillä on syytä uskoa, että luetteloon voidaan lisätä toinen tapahtuma. Uusi tutkimus, julkaistu Science Advances -yrityksessä, osoittaa, että Chicxulub-isku on saattanut laukaista lisää vulkaanista aktiviteettia kaukana Deccan-ansoista - kymmenien tuhansien mailien päässä meren alla sijaitsevista vulkaanisista harjuista, jotka sijaitsevat tektonisten levyjen reunoilla. Meteoriittien vaikutus aiheutti suuria seismisiä aaltoja, jotka matkustivat ympäri maailmaa ja pystyivät ilmeisesti huuhtelemaan magman vaipasta ja valtamerenkuoreen. Tämä olisi oletettavasti enemmän huonoja uutisia dinosaurusille ja muulle aikakaudelle kasvistoon ja eläimistöön.
**********
On hyvin tunnettua, että seisminen aktiivisuus voi laukaista erilaisia hydrologisia ilmiöitä ja joskus jopa tulivuorenpurkauksia. Läheisten suurten maanjäristysten seurauksena kuivat virrat voivat alkaa virtata, kaivojen tasot voivat nousta tai laskea ja geyserit purkautuvat joskus. Seismisyys myös laukaisee tulivuoren toiminnan, mutta vain silloin, kun olosuhteet ovat oikeat - se on vain noin 0, 4 prosenttia räjähtävistä tulivuorenpurkauksista, jotka voivat laukaista suuret maanjäristykset.
Joten voisiko Chicxulubin meteoriitin kaatuessa maahan syntynyt massiivinen maanjäristys liittyä käynnissä oleviin purkauksiin Deccan-ansoissa? Tämä tulivuoren maakunta peitti suuren osan Intiasta laavavirtauksilla alle miljoonan vuoden kuluttua. Kalifornian yliopiston Berkeleyn johtama tutkijaryhmä (mukaan lukien yksi meistä, Leif Karlstrom) harkitsi mahdollisuutta yhteyteen näiden kahden tapahtuman välillä.
Viimeisimmät pyrkimykset tähän aikaan näihin purkauksiin ovat selvästi osoittaneet, että Deccan-ansoja aloitti laavan kiertäminen ennen meteoriittien iskuja ja joukkotuhoamista. Mutta Berkeleyn johtama tutkimus ehdotti, että Chicxulub-vaikutus vaikutti nopeasti purkautumisen nopeuteen. Jos totta, kaikki kolme tapahtumaa voitaisiin ajateltavasti yhdistää: Vaikutusten seurauksena olisi kiihtynyt tulivuoren toiminta, joka voisi myötävaikuttaa joukkoon sukupuuttoon.
Vedenalainen laava virtaa valumaan ulos tektonisten levyjen välillä, kuten Aksiaaliseinässä, missä se on vanhempien laavojen päällä. (Bill Chadwick, Oregonin osavaltion yliopisto ja ROV Jason, Woods Hole Oceanographic Institution, CC BY-ND) **********
Jos vaikutuksesta laukaiseva hypoteesi on oikea, odottaisimme, että myös muut tulivuoren järjestelmät olisivat lähteneet.
Millä tahansa hetkellä valtaosa maan vulkaanisesta toiminnasta ei tapahdu mantereita kattavilla magman tulvilla tai räjähdyksissä, kuten St. Helensin vuorella. Se on merenpohjassa, missä tektoniset levyt leviävät toisistaan. Maapallonkuoren jakautuessa pääosin kiinteä vaippakerros nousee täyttääkseen luodun tilan. Se sulaa, kun se puristuu matkalla ylöspäin.
Kuva keskimmäisen valtameren harjanteesta, jossa magma nousee vaipasta ja purkautuu kuoren läpi tektonisten levyjen välisellä rajalla. (Taustaa, E. Paul Oberlander, WHOI Graphic Services. Inset, Bill Chadwick, Oregon State University ja ROV Jason, Woods Hole Oceanographic Institution. Muokattu Joseph Byrnes, CC BY-ND) Tämä uusi magma täydentää tiensä pintaan ja polttaa melkein jatkuvaa vulkaanista toimintaa niin kutsuttujen valtamerten harjanteiden varrella. Tämä prosessi luo käytännössä kaikki kuoren valtameren pohjassa. Koska merenpohjan aikakaudet ovat suhteellisen yleisiä, se säilyttää ennätysmeren yli 100 miljoonan vuoden taakse jääneestä valtameren tulivuoresta. Tämä merkittävä vulkaanisen toiminnan ennätys luo mahdollisuuden testata laukaisevaa hypoteesia.
Uudessa tutkimuksessamme käytimme julkisesti saatavilla olevia tietokokonaisuuksia tallentaaksesi 100 miljoonan vuoden takaisen merenpohjan rakenteen. Koska Marsilla ja Venuksella on parempia topografisia karttoja kuin maailman maapallon merenpohjassa, meitä pakotettiin käyttämään epäsuoria menetelmiä etsimään variaatioita merenpohjan rakenteissa.
Pienet variaatiot painovoiman lujuudessa eri paikoissa satelliittien mittaamana tarjoavat tarvittavan kartoitustyökalun. Kohdilla, joissa merenpohjassa on ylimääräinen kiviaines, kuten odotatte johtuvan kiihtyneestä vulkaanisesta aktiivisuudesta, on hiukan vahvempi mittaus maan gravitaatiokentälle.
Aika, jonka merenpohjassa on pienimpiä rakenteellisia poikkeavuuksia - mikä osoittaa 8 prosenttia enemmän massavirheitä kuin keskimäärin - tapahtuu 66 miljoonaa vuotta sitten ja samaan aikaan Chicxulubin meteoriittivaikutuksen iän kanssa. (Byrnes ja Karlstrom, Sei. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) Tarkastelimme sitten näiden ”painovoima-anomalioiden” ennätyshakua etsittäessä nopeasti muutoksia merenpohjan rakenteessa. Havaitsimme epätavallisen paljon näitä pieniä rakenteellisia poikkeavuuksia merenpohjassa tapahtui miljoonan vuoden kuluessa Chicxulub-iskusta. Painovoima-anomaliat ovat yhdenmukaisia noin 650 jalkaa korkean ylimääräisen materiaalipaalun kanssa, jotka makaavat 66 miljoonan vuoden ikäisellä merenpohjalla Intian ja Tyynenmeren valtamerellä.
Ylimääräisen materiaalin kokonaistilavuutta on vaikea määrittää, koska suuri määrä magmaa olisi voitu injektoida alakuoreen, missä sillä olisi heikompi painovoima-merkki. Mutta arvioimme, että Chicxulub-iskun aikaan, ympäri maailmaa, valtameren puolivälissä esiintyi noin 23 000 - 230 000 kuutiometriä magmaa. Tämä on yhtä suuri kuin maanpurkautuvat tapahtumat Maan 4, 5 miljardin vuoden historiassa, mukaan lukien Deccan-ansoja.
Pisteet merkitsevät merenpohjan alueita, joiden leviämisaste on korkea Chicxulub-iskun aikaan 66 miljoonaa vuotta sitten. Värit ilmaisevat maksimipainovoiman poikkeavuuden 2 asteen sisällä. (Byrnes ja Karlstrom, Sei. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
Havaintomme viittaavat seuraavaan tapahtumajärjestykseen liitukauden lopussa. Hieman yli 66 miljoonaa vuotta sitten, Deccan-ansojen purkaukset alkavat purkautua - todennäköisesti niiden syynä on maapallon ytimestä nouseva kuuma kivi, joka tietyllä tavalla on samanlainen kuin nykyään Havaijin tai Yellowstonen alla tapahtuva tapahtuma, joka koskettaa Intian tektonista levyä. Keskialueen valtameret ja dinosaurukset jatkavat normaalia toimintaansa.
Noin 250 000 vuotta myöhemmin Chicxulub osuu rannikolle, josta tulee Meksiko. Vaikutus aiheuttaa valtavan häiriön maapallon ilmastossa, injektoimalla hiukkasia ilmakehään, joka lopulta asettuu planeetan poikki löydettyyn savikerrokseen. Vaikutusten seurauksena vulkaaninen aktiviteetti kiihtyy ehkä kymmenien satojen tuhansien vuosien ajan. Keskimmäiset valtameren harjut purkavat suuria määriä magmaa, kun taas Deccan-pyyntivälineiden purkaukset tulvavat laavaa suuressa osassa Intian manterta. Loppujen lopuksi kolme neljäsosaa maapallon kasvi- ja eläinlajeista on kadonnut; Ainoa jäljellä oleva dinosaurus on höyhenpeiteinen, lentävä lajike, jota yleensä kutsutaan lintuksi.
Nyt tavoitteena on tarkentaa ymmärrystämme jokaisesta tapahtumasta ja niiden vuorovaikutuksesta. Oliko merenrannan harjanteella riittävästi aktiivisuutta, jotta voitaisiin myötävaikuttaa joukkoon sukupuuttoon, vai oliko laukaistu sukellusveneen vulkanismi vain oire jonkin verran merkittävämpää planeetan vaivaa? Onko Chicxulub-isku laukaistanut muita vulkaanisia järjestelmiä? Kummalla oli suurempi rooli sukupuuttoon sukupuuttoon: tulivuorella tai meteoorilla?
Selvää on, että tämä uusi tutkimus viittaa maailmanlaajuisiin yhteyksiin katastrofien välillä, hyvä muistutus siitä, että planeetan toisella puolella tapahtuvilla tapahtumilla voi olla vaikutuksia kaikkialla.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
Leif Karlstrom, apulaisprofessori, Oregonin yliopisto
Joseph Byrnes, tutkijatohtori, maatieteiden laitos, Minnesotan yliopisto
