Kriidiajastu lõpp 66 miljonit aastat tagasi oli Maa peal elamiseks raske aeg.
Ligi üheaegselt juhtus kolm ülemaailmset katastroofi: Chicxulubi meteoriit tungis praegusesse Mehhiko Yucatani poolsaaresse, purskas massiivne Deccan Traps vulkaaniline provints tänapäeva Indias ning umbes kolmveerand Maa taimedest ja loomadest, sealhulgas kõik muudest kui lindude dinosaurustest, läks kustuma. Nende kolme sündmuse korraga juhtumine meie planeedi ajaloos on õhutanud aastakümneid kestnud arutelu põhjuslike seoste üle. Kas suur vulkaanipursete jada või maaväline mõju võib tekitada massilise väljasuremise - kuid kas need kõik olid kuidagi seotud?
Maateadlastena on meil põhjust arvata, et loendisse lisamiseks võib olla veel mõni sündmus. Meie uus uurimistöö, mis avaldati ajakirjas Science Advances, näitab, et Chicxulubi mõju võis vallandada täiendava vulkaanilise aktiivsuse kaugel Deccani püünistest - kümnete tuhandete miilide kaugusel tektooniliste plaatide servades asuvatest merealustest vulkaanilistest servadest. Meteoriidi löök põhjustas suuri seismilisi laineid, mis rändasid ümber maakera ja olid ilmselt võimelised magmat mantelist välja loputama ja ookeanilisse maakooresse. Arvatavasti oleks see dinosauruste ning tolleaegse taimestiku ja loomastiku jaoks rohkem halbu uudiseid.
**********
On hästi teada, et seismiline aktiivsus võib käivitada mitmesuguseid hüdroloogilisi nähtusi ja mõnikord isegi vulkaanipurskeid. Lähedal asuvate suurte maavärinate tagajärjel võivad voolata kuivad ojad, kaevude tase võib üles või alla tõusta ja geiserid mõnikord purskama. Seismilisus paneb aluse ka vulkaanilisele aktiivsusele, kuid ainult siis, kui tingimused on sobivad - vaid umbes 0, 4 protsenti plahvatusohtlikest vulkaanipursetest võivad vallanduda suured maavärinad.
Niisiis, kas Chicxulubi meteoriidi Maa alla kukkunud massiline maavärin võib olla seotud jätkuvate pursetega Deccani püünistes? See vulkaaniline provints kattis suure osa Indiast laavavoogudega vähem kui miljoni aasta jooksul. California ülikooli Berkeley juhitud teadlaste meeskond (sealhulgas üks meist, Leif Karlstrom) uuris võimalust nende kahe sündmuse vaheliseks seoseks.
Viimased viimased jõupingutused nende pursete osas on selgelt näidanud, et Deccani püünised hakkasid laavat spekuleerima enne meteoriidi lööki ja massilist väljasuremist. Kuid Berkeley juhitud uuring näitas, et Chicxulubi mõju vallandas nende purse kiiruse kiire kasvu. Kui see on tõsi, võiks kõik kolm sündmust olla omavahel ühendatud: mõjule järgneb kiirenenud vulkaaniline tegevus, mis võib kaasa aidata massilisele väljasuremisele.
Veealune laava voolab tektooniliste plaatide vahel välja nagu Axial Seamount, kus see asub vanemate laavade peal. (Bill Chadwick, Oregoni Riiklik Ülikool ja ROV Jason, Woods Hole'i okeanograafiainstituut, CC BY-ND) **********
Kui mõjuga käivitatav hüpotees on õige, eeldame, et ka teised vulkaanilised süsteemid on maha lülitatud.
Igal ajahetkel ei toimu valdav osa Maa vulkaanilisest tegevusest mandreid katvatel magma üleujutustel ega plahvatustes nagu Püha Helensi mäel. See asub merepõhjas, kus tektoonilised plaadid laiali lähevad. Kuna maakoore lõheneb, tõuseb loodud ruum ruumi täitmiseks enamasti tahke vahevöökiht. See sulab, kui see ülespoole surub.
Illustratsioon ookeani keskel paiknevast seljandikust, mille magma tõuseb vahevööst ja purskab läbi kooriku tektooniliste plaatide vahelisel piiril. (Taust, E. Paul Oberlander, WHOI graafilised teenused. Inset, Bill Chadwick, Oregoni Riiklik Ülikool ja ROV Jason, Woods Hole'i okeanograafiainstituut. Muudetud Joseph Byrnes, CC BY-ND) See uus magma perforeerib oma tee pinnale ja õhutab peaaegu pidevat vulkaanilist tegevust mööda nn ookeani keskjoont. See protsess loob praktiliselt kogu ookeani põhjas oleva maakoore. Kuna merepõhja vanused on suhteliselt tuntud, säilitab see ookeanilise vulkaanilise aktiivsuse üle 100 miljoni aasta. See tähelepanuväärne vulkaanilise aktiivsuse rekord loob võimaluse testida käivitavat hüpoteesi.
Uues uuringus kasutasime 100 miljoni aasta taguse merepõhja struktuuri registreerimiseks avalikult kättesaadavaid andmekogumeid. Kuna Marsi ja Veenuse jaoks on olemas paremad topograafilised kaardid kui globaalses mastaabis Maa merepõhja kohta, olime sunnitud kasutama merepõhja struktuuride variatsioonide otsimiseks kaudseid meetodeid.
Vajalikud kaardistamisvahendid on gravitatsiooni tugevuse minimaalsed erinevused erinevates kohtades, mõõdetuna satelliitide abil. Kohtadel, kus merepõhjas istub ülemäärane kogus kivimit, nagu arvaksite kiirenenud vulkaanilise aktiivsuse tagajärjel, on Maa gravitatsioonivälja pisut tugevam mõõt.
Aeg, mil merepõhjas on kõige vähem struktuurseid anomaaliaid - see näitab keskmiselt 8 protsenti rohkem massi anomaaliaid - toimub 66 miljonit aastat tagasi ja ühtib Chicxulubi meteoriidimõju vanusega. (Byrnes ja Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) Seejärel kontrollisime nende „raskusjõu anomaaliate“ andmeid, et otsida kiireid muudatusi merepõhja struktuuris. Leidsime nende väikeste struktuuriliste anomaaliate ebahariliku arvukuse merepõhjas 1 miljoni aasta jooksul pärast Chicxulubi mõju. Raskusjõu anomaaliad on kooskõlas umbes 650 jalga kõrguste ülejääkide vaiadega, mis asuvad India ja Vaikse ookeani 66 miljoni aasta vanusel merepõhjal.
Üleliigse materjali kogumahtu on keeruline kindlaks teha, kuna suure koguse magmat oleks võinud süstida alumisse koorikusse, kus sellel oleks nõrgem gravitatsiooniline signatuur. Kuid meie hinnangul puhkes Chicxulubi kokkupõrke ajal kogu maakera keskel ookeani keskharjadest umbes 23 000–230 000 kuupmiili magma. See on samaväärne Maa 4, 5 miljardi aasta pikkuse ajaloo suurimate purskavate sündmustega, sealhulgas Deccani püünised.
Punktid tähistavad merepõranda piirkondi, millel on Chicxulubi mõju ajal 66 miljonit aastat tagasi suur levikuaste. Värvid näitavad maksimaalset gravitatsiooni anomaaliat 2 kraadi piires. (Byrnes ja Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
Meie tähelepanekud näitavad järgmist sündmuste jada kriidiajastu lõpus. Veidi enam kui 66 miljonit aastat tagasi hakkavad purskama Deccani püünised - tõenäoliselt algatasid Maapinnast tõusva kuuma kivi sajud, mis on mõnes mõttes sarnased tänapäeval Hawaii või Yellowstone'i all toimuvaga, mis on vajunud India tektoonilise plaadi küljele. Ookeani keskosa servad ja dinosaurused jätkavad oma normaalset tegevust.
Umbes 250 000 aastat hiljem tabab Chicxulub Mehhiko saare rannikut. Mõju põhjustab Maa kliimas ulatuslikku häiret, süstides atmosfääri osakesi, mis lõpuks settivad kogu planeedil leiduvasse savikihisse. Mõju tagajärjel kiireneb vulkaaniline aktiivsus võib-olla kümneid kuni sadu tuhandeid aastaid. Ookeani keskel asuvad servad purskavad suures koguses magmat, samal ajal kui Deccan Traps'i pursked uputavad laavat suurel osal India subkontinendist. Lõpuks on kolmveerand Maa taime- ja loomaliikidest kadunud; ainsad allesjäänud dinosaurused on sulelised, lendavad sordid, keda tavaliselt nimetatakse lindudeks.
Nüüd on eesmärk veelgi täpsustada meie arusaamist igast sündmusest ja nende koosmõjudest. Kas massilise väljasuremise soodustamiseks oli ookeani keskel harjandustegevus piisavalt aktiivne või oli vallandunud allveelaevade vulkaanilisus vaid mõne olulisema planeedivaevuse sümptom? Kas Chicxulubi löök käivitas muid vulkaanilisi süsteeme? Kumb mängis väljasuremise juhtimisel suuremat rolli: vulkaan või meteoor?
Selge on see, et see uus uurimus osutab katastroofide vahelistele seostele kogu maailmas, mis on hea meeldetuletus, et teisel pool planeeti toimuvatel sündmustel võib olla mõju igal pool.
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Oregoni ülikooli maateaduste abiprofessor Leif Karlstrom
Joseph Byrnes, Minnesota ülikooli maateaduste järeldoktor
