Fortjener vulkaner eller en asteroide skylden for dinosaurus udryddelse?

UC Berkeley -forskere har opnået mere præcise datoer for Deccan Traps vulkanske lavastrømme, at knytte topaktiviteten tættere til asteroiden eller kometpåvirkningen for 66 millioner år siden og den sammenfaldende masseudryddelse. Men hvis drivhusgasser, der blev udsendt før påvirkningen, skabte et drivhusklima, der satte livet til at falde, da påvirkningen afkølede planeten, disse gasser faldt ikke sammen med de største lavastrømme fra Deccan -fælderne.

Baseret på nye data offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskab , det forekommer mere og mere sandsynligt, at en asteroide eller kometpåvirkning for 66 millioner år siden genopstod massive vulkanudbrud i Indien, en halv verden væk fra påvirkningsstedet i Det Caribiske Hav.

Men det efterlader uklart, i hvilken grad de to katastrofer bidrog til den næsten samtidige masseudryddelse, der dræbte dinosaurerne og mange andre former for liv.

Forskningen kaster lys over enorme lavastrømme, der periodisk er brudt ud over Jordens historie, og hvordan de har påvirket atmosfæren og ændret livets gang på planeten.

I undersøgelsen, University of California, Berkeley, forskere rapporterer de mest præcise og nøjagtige datoer endnu for de intense vulkanudbrud i Indien, der faldt sammen med den verdensomspændende udryddelse i slutningen af ​​kridttiden, den såkaldte K-Pg-grænse. Den millionårige sekvens af udbrud spydede lavastrømme i afstande på mindst 500 kilometer over det indiske kontinent, skaber de såkaldte Deccan Traps oversvømmelsesbasalter, der nogle steder er næsten 2 kilometer tykke.

"Nu hvor vi har dateret Deccan Traps lavastrømme på flere og forskellige steder, vi ser, at overgangen ser ud til at være den samme overalt. Jeg vil sige, med temmelig høj tillid, at udbruddene fandt sted inden for 50, 000 år, og måske 30 000 år, af virkningen, hvilket betyder, at de var synkrone inden for fejlmargen, "sagde Paul Renne, en professor i bopæl for jord- og planetarisk videnskab ved UC Berkeley, direktør for Berkeley Geochronology Center og seniorforfatter af undersøgelsen, som vil blive vist online 21. februar. "Det er en vigtig validering af hypotesen om, at virkningen fornyet lavastrømme."

De nye datoer bekræfter også tidligere skøn over, at lavastrømmene fortsatte i omkring en million år, men indeholder en overraskelse:tre fjerdedele af lavaen brød ud efter påvirkningen. Tidligere undersøgelser antydede, at omkring 80 procent af lavaen brød ud før påvirkningen.

Hvis de fleste af Deccan Traps lava var udbrudt før påvirkningen, så kunne gasser, der blev udsendt under udbruddene, have været årsag til global opvarmning inden for de sidste 400, 000 år af Kridttiden, hvor temperaturen steg, gennemsnitlig, omkring 8 grader Celsius (14,4 grader Fahrenheit). I denne opvarmningsperiode arter ville have udviklet sig egnet til drivhusforhold, kun for at blive konfronteret med global afkøling fra støvet eller af klimakølende gasser forårsaget af enten påvirkningen eller vulkanerne.

Kulden ville have været et chok, som de fleste skabninger aldrig ville være kommet sig over, forsvinder helt fra den fossile rekord:bogstaveligt talt, en masseudryddelse.

Men hvis de fleste af Deccan Traps lava dukkede op efter påvirkningen, dette scenario skal nytænkes.

"Dette ændrer vores perspektiv på Deccan Traps rolle i K-Pg-udryddelsen, "sagde første forfatter Courtney Sprain, en tidligere UC Berkeley -doktorand, der nu er postdoc ved University of Liverpool i Storbritannien. "Enten spillede Deccan-udbruddene ikke en rolle-hvilket vi synes usandsynligt-eller også blev der udbrudt mange klimamodificerende gasser under udbrudets laveste volumenpuls."

Hypotesen om, at klimaforandrende vulkanske gasser ofte lækker ud af underjordiske magmakamre, og ikke kun under udbrud, understøttes af beviser fra nutidens vulkaner, f.eks. dem fra det gasudstødende bjerg Etna i Italien og Popocatepetl i Mexico, sagde forskerne. Magma, der stuver under overfladen, vides at overføre gasser til atmosfæren, selv uden udbrud.

"Vi antyder, at det er meget sandsynligt, at mange af de gasser, der kommer fra magmasystemer, går forud for udbrud; de korrelerer ikke nødvendigvis med udbrud, "Sagde Renne. I tilfælde af K-Pg-udryddelsen, symptomerne på betydelige klimaforandringer opstod før toppen i vulkanudbrud.

Oversvømmelse basalter

Renne, Forstuvning og deres kolleger bruger en præcis dateringsmetode, argon-argon dating, at afgøre, hvornår påvirkningen fandt sted, og hvornår Deccan-fælderne brød ud for at tydeliggøre katastrofesekvensen i slutningen af ​​kridperioden og begyndelsen af ​​den tertiære periode-K-Pg-grænsen, tidligere omtalt som K-T-grænsen.

I 2013, ved hjælp af klipper fra Montana, de opnåede den mest præcise dato endnu for virkningen, og i 2018, de opdaterede det til 66, 052, For 000 år siden, giv eller tag 8, 000 år. Derefter, i 2015, de fastslog ud fra en håndfuld prøver i Indien, at, på mindst ét ​​sted, toppen af ​​Deccan Traps -udbruddene fandt sted inden for omkring 50, 000 år fra denne dato, hvilket betyder, i geologisk tid, at hændelserne stort set var samtidige.

Nu, med tre gange flere stenprøver fra områder, der dækker flere af Deccan -fælderne, forskerne har fastslået, at tidspunktet for spidsudbrud var det samme i store dele af det indiske kontinent. Dette understøtter gruppens hypotese om, at asteroide-påvirkningen udløste super-jordskælv, der forårsagede et stærkt udbrud af vulkanisme i Indien, som er næsten direkte overfor slagstedet, Chicxulub -krateret i Det Caribiske Hav.

Forstuvning og Renne argumenterer for, at de sammenfaldende katastrofer sandsynligvis gav et to-to slag til liv på Jorden, men detaljerne er uklare. Vulkanudbrud producerer masser af gasser, men nogle, som kuldioxid og metan, varme planeten, mens andre, som svovl aerosoler, køler. Selve påvirkningen ville have sendt støv ind i atmosfæren, der blokerede sollys og afkølede jorden, selvom ingen ved hvor længe.

"Både påvirkningen og Deccan -vulkanismen kan forårsage lignende miljøeffekter, men disse forekommer på meget forskellige tidspunkter, "Forstuvning sagde." Derfor, at forstå, hvordan hver agent bidrog til udryddelsesbegivenheden, at vurdere timing er nøglen. "

Hvilke gasser i Deccan -fælderne udsendes, når et spørgsmål er svært at besvare, fordi der ikke er nogen udbrud af basaltudbrud i dag, trods mange i Jordens historie. Den seneste, nær Columbia -floden i det nordvestlige Stillehav, faldt for 15 millioner år siden efter 400, 000 års udbrud.

Manglen på information om oversvømmelse basalter er en af ​​grundene til, at Renne og Sprain er interesseret i Deccan Traps, som stadig er unge nok til at indeholde oplysninger om sekvensen, virkninger og omfang af udbrud, og måske årsagen.

"Det får os til at spekulere på, om vi kan se en ekstern tvangsmekanisme, ligesom virkningen for Deccan -fælderne, for andre oversvømmelsesbasalter, der fører til store toppe i udbrud, som Columbia River basalter eller de sibiriske fælder, "Renne sagde." Kan et større jordskælv i nærliggende subduktionszoner eller ophobning af tryk på grund af stigende magma frigøre disse store episoder i oversvømmelsesbasalter? "

Forstuvning bemærkede, at i samme nummer af Videnskab , en forskergruppe ved Princeton University vil også offentliggøre nye datoer relateret til Deccan Traps, hvoraf nogle adskiller sig fra Berkeley -gruppens. Mens Berkeley -gruppen daterede mineralet plagioklase fra de faktiske lavastrømme, Princeton -gruppen daterede zirkoner i sedimentet deponeret mellem strømme. Fordi det er uklart, hvor zirkonerne kom fra, imidlertid, disse datoer giver kun en maksimal alder for lavaen, hun sagde.