Undersøgelse af, hvad der dræbte dinosaurerne i dybden

At bestemme, hvad der dræbte dinosaurerne for 66 millioner år siden i slutningen af ​​kridtperioden, har længe været emnet for debat, da videnskabsmænd satte sig for at bestemme, hvad der forårsagede de fem masseudryddelsesbegivenheder, der omformede livet på planeten Jorden i et geologisk øjeblik.

Nogle forskere hævder, at kometer eller asteroider, der styrtede ind i Jorden, var de mest sandsynlige agenter for masseødelæggelse, mens andre hævder, at store vulkanudbrud var årsagen. En ny Dartmouth-ledet undersøgelse offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) rapporterer, at vulkansk aktivitet ser ud til at have været den vigtigste drivkraft bag masseudryddelser.

Resultaterne giver det hidtil mest overbevisende kvantitative bevis for, at sammenhængen mellem store vulkanudbrud og engrossalg af arter ikke blot er et spørgsmål om tilfældigheder.

Fire af de fem masseudryddelser er samtidige med en type vulkansk udstrømning kaldet en flodbasalt, siger forskerne. Disse udbrud oversvømmer store områder - selv et helt kontinent - med lava i et øjeblik med et geologisk øje, blot en million år. De efterlader gigantiske fingeraftryk som bevis – omfattende områder af trinlignende, magmatisk sten (størknet fra den udbrudte lava), som geologer kalder "store magmatiske provinser."

For at tælle som "stor" skal en stor magmatisk provins indeholde mindst 100.000 kubikkilometer magma. Til sammenhæng involverede 1980-udbruddet af Mount St. Helens mindre end én kubikkilometer magma. Forskerne siger, at de fleste af de vulkaner, der er repræsenteret i undersøgelsen, brød ud i størrelsesordenen en million gange mere lava end det.

Holdet trak på tre veletablerede datasæt på geologisk tidsskala, palæobiologi og store magmatiske provinser for at undersøge den tidsmæssige sammenhæng mellem masseudryddelse og store magmatiske provinser.

"De store trinlignende områder af magmatisk bjergart fra disse store vulkanudbrud ser ud til at være på linje med masseudryddelser og andre væsentlige klimatiske og miljømæssige begivenheder," siger hovedforfatter Theodore Green, der udførte denne forskning som en del af Senior Fellowship-programmet i Dartmouth og er nu kandidatstuderende ved Princeton.

Faktisk udløste en række udbrud i det nuværende Sibirien den mest ødelæggende af masseudryddelserne for omkring 252 millioner år siden, og frigav en gigantisk puls af kuldioxid i atmosfæren og næsten kvælede alt liv. Et vidnesbyrd er de sibiriske fælder, en stor region af vulkansk sten, der er omtrent på størrelse med Australien.

Vulkanudbrud rystede også det indiske subkontinent omkring det tidspunkt, hvor den store dinosaur døde, og skabte det, der i dag er kendt som Deccan-plateauet. Dette, ligesom asteroideangrebet, ville have haft vidtrækkende globale virkninger, dække atmosfæren i støv og giftige dampe, kvæle dinosaurer og andet liv udover at have ændret klimaet på lang tidsskala.

På den anden side, siger forskerne, er teorierne til fordel for udslettelse ved asteroide-nedslag hængsel på Chicxulub-impaktoren, en rumsten, der styrtede ned i Mexicos Yucatan-halvø omkring samme tid, som dinosaurerne uddøde.

"Alle andre teorier, der forsøgte at forklare, hvad der dræbte dinosaurerne, inklusive vulkanisme, blev damprullet, da Chicxulub-krateret blev opdaget," siger medforfatter Brenhin Keller, en assisterende professor i geovidenskab ved Dartmouth. Men der er meget få beviser for lignende indvirkningsbegivenheder, der falder sammen med de andre masseudryddelser på trods af årtiers udforskning, påpeger han.

I Dartmouth satte Green sig for at finde en måde at kvantificere den tilsyneladende sammenhæng mellem udbrud og udryddelse og teste, om tilfældighederne kun var tilfældigheder, eller om der var beviser for en årsagssammenhæng mellem de to. I samarbejde med Keller og medforfatter Paul Renne, professor-in-residence i jord- og planetvidenskab ved University of California, Berkeley og direktør for Berkeley Geochronology Center, rekrutterede Green supercomputerne på Dartmouth Discovery Cluster for at få numrene til at knuse.

Forskerne sammenlignede de bedste tilgængelige estimater af oversvømmelser af basaltudbrud med perioder med drastisk artsudryddelse i den geologiske tidsskala, inklusive men ikke begrænset til de fem masseudryddelser. For at bevise, at timingen var mere end en tilfældig chance, undersøgte de, om udbruddene ville passe lige så godt med et tilfældigt genereret mønster, og gentog øvelsen med 100 millioner sådanne mønstre. De fandt ud af, at overensstemmelsen med udryddelsesperioder var langt større end tilfældige tilfældigheder.

"Selvom det er svært at afgøre, om et bestemt vulkanudbrud forårsagede en bestemt masseudryddelse, gør vores resultater det svært at ignorere vulkanismens rolle i udryddelse," siger Keller. Hvis der skulle findes en årsagssammenhæng mellem vulkansk oversvømmelsesbasalt og masseudryddelse, forventer forskerne, at større udbrud vil medføre mere alvorlige udryddelser, men en sådan sammenhæng er ikke blevet observeret.

I stedet for at overveje udbruddenes absolutte størrelse, bestilte forskerholdet de vulkanske begivenheder efter den hastighed, hvormed de spyede lava. De fandt ud af, at de vulkanske hændelser med de højeste udbrudsrater faktisk forårsagede de fleste ødelæggelser og producerede mere alvorlige udryddelser op til masseudryddelserne.

"Vores resultater tyder på, at der med al sandsynlighed ville have været en masseudryddelse ved Kridt-tertiærgrænsen af ​​en eller anden betydelig størrelse, uanset om der var en påvirkning eller ej, hvilket kan vises mere kvantitativt nu," siger Renne. "Det faktum, at der var en påvirkning, gjorde uden tvivl tingene værre."

Forskerne kørte også tallene for asteroider. Sammenfaldet af påvirkninger med perioder med artsomsætning var væsentligt svagere og blev dramatisk forværret, når Chicxulub-impaktoren ikke blev taget i betragtning, hvilket tyder på, at andre mindre kendte impactorer ikke forårsagede signifikante udryddelser.

Udbrudsraten for Deccan Traps i Indien tyder på, at scenen var sat til udbredt udryddelse selv uden asteroiden, siger Green. Indvirkningen var den dobbelte pust, der højlydt lød dødsstødet for dinosaurerne, tilføjer han.

Basaltudbrud fra oversvømmelser er ikke almindelige i den geologiske rekord, siger Green. Den sidste af sammenlignelig, men væsentlig mindre skala fandt sted for omkring 16 millioner år siden i det nordvestlige Stillehav.

"Mens den samlede mængde kuldioxid, der frigives til atmosfæren i moderne klimaændringer, stadig er meget mindre end mængden, der udsendes af en stor magmatisk provins, udleder vi det heldigvis meget hurtigt, hvilket er grunden," siger Keller. at være bekymret." Green siger, at kuldioxidemissioner er ubehageligt magen til mængden af ​​de miljøpåvirkende oversvømmelsesbasalter, de undersøgte. Dette placerer klimaændringer inden for rammerne af historiske perioder med miljøkatastrofer, siger han. + Udforsk yderligere

Opbremsning af kontinentalpladens bevægelse styrede timingen af ​​Jordens største vulkanske begivenheder