Konec křídy před 66 miliony let byl těžkým životem na Zemi.
Téměř současně došlo ke třem globálním katastrofám: meteorit Chicxulub narazil na nynější poloostrov Yucatán v Mexiku, mohutnou sopečnou provincii Deccan Traps v moderní Indii, a vypukly některé tři čtvrtiny rostlin a živočichů Země, včetně všech nelidských dinosaurů, zanikl. Výskyt těchto tří událostí současně v historii naší planety podnítil desetiletou debatu o příčinných souvislostech. Velká sekvence vulkanických erupcí nebo mimozemský dopad by mohla představovat masové vyhynutí - ale byly nějak nějak propojeny?
Jako vědci na Zemi máme důvod se domnívat, že k seznamu může být další událost. Náš nový výzkum, publikovaný v Science Advances, ukazuje, že dopad Chicxulubu mohl vyvolat další sopečnou činnost daleko od Deccan Traps - podél desítek tisíc kilometrů podmořských sopečných hřebenů, které leží na okrajích tektonických desek. Meteoritový dopad způsobil velké seismické vlny, které cestovaly po celém světě a byly zřejmě schopné vyplavit magma z pláště do oceánské kůry. Pro dinosaury a další flóru a faunu času by to pravděpodobně byla špatnější zpráva.
**********
Je dobře známo, že seismická aktivita může vyvolat celou řadu hydrologických jevů a někdy i vulkanické erupce. V důsledku blízkých velkých zemětřesení mohou začít proudit suché toky, hladiny vrtu mohou stoupat nebo klesat a gejzíry někdy vybuchnou. Seismicita také odstartuje sopečnou aktivitu, ale pouze za správných podmínek - je to jen asi 0, 4 procenta výbušných sopečných erupcí, které by mohly být vyvolány velkými zemětřeseními.
Mohlo by tedy mohutné zemětřesení, které vzniklo, když meteorit Chicxulub narazil na Zemi, souviset s probíhajícími erupcemi v Deccan Trapech? Tato sopečná provincie pokryla většinu Indie lávovými proudy za méně než milion let. Kalifornská univerzita, tým vědců vedený Berkeley (včetně jednoho z nás, Leif Karlstrom), znovu přezkoumala možnost spojení mezi těmito dvěma událostmi.
Poslední snahy doposud tyto erupce jasně ukázaly, že Deccanovy pasti začaly chrlit lávu před dopadem meteoritu a hromadným vyhynutím. Studie vedená Berkeley však naznačovala, že dopad Chicxulubu vyvolal rychlé zvýšení jejich erupce. Pokud je to pravda, mohly by se všechny tři události spojit: Po dopadu by následovala zrychlená sopečná činnost, která by mohla přispět k hromadnému vyhynutí.
Podvodní láva vytéká mezi tektonickými deskami, jako v Axial Seamount, kde leží na vrcholu starších láv. (Bill Chadwick, Oregonská státní univerzita a ROV Jason, oceánografická instituce Woods Hole, CC BY-ND) **********
Pokud je hypotéza spouštění podle dopadu správná, očekávali bychom, že by byly započaty i jiné vulkanické systémy.
V každém okamžiku se velká většina sopečné činnosti na Zemi nevyskytuje při záplavách magmatu pokrytých kontinentem nebo při výbuchech jako na hoře St. Helens. Je to na mořském dně, kde se tektonické desky rozšiřují. Jak se zemská kůra rozpadá, stoupá většinou pevná vrstva pláště, aby vyplnila vytvořený prostor. Taje, když se na cestě rozkládá.
Ilustrace hřebene středního oceánu, s magmatem stoupajícím z pláště a vybuchujícím skrze kůru na hranici mezi tektonickými deskami. (Pozadí, E. Paul Oberlander, grafické služby WHOI. Inset, Bill Chadwick, Oregonská státní univerzita a ROV Jason, oceánografická instituce Woods Hole. Upraveno Joseph Byrnes, CC BY-ND) Tato nová magma pronikne na povrch a podporuje téměř nepřetržitou vulkanickou aktivitu podél tzv. Hřebenů středního oceánu. Tento proces vytváří prakticky veškerou kůru na dně oceánu. Vzhledem k tomu, že věky mořského dna jsou poměrně dobře známé, zachovávají záznamy o oceánské vulkanické činnosti, která se táhne přes 100 milionů let. Tento pozoruhodný záznam vulkanické aktivity vytváří příležitost otestovat spouštěcí hypotézu.
V naší nové studii jsme použili veřejně dostupné datové soubory k zaznamenání struktury mořského dna sahajícího zpět 100 miliónů let. Protože existují lepší topografické mapy pro Mars a Venuši než pro zemské mořské dno v globálním měřítku, byli jsme nuceni použít nepřímé metody k hledání změn ve strukturách mořského dna.
Minutové odchylky v gravitační síle na různých místech měřené satelity poskytují potřebný mapovací nástroj. Skvrny, které mají na mořském dně nadměrné množství hornin, jak byste očekávali, že budou výsledkem zrychlené sopečné činnosti, budou mít pro gravitační pole Země mírně silnější měření.
Čas s nejmenšími strukturálními anomáliemi na mořském dně - což naznačuje o 8 procent více hromadných anomálií než v průměru - nastává před 66 miliony let a shoduje se s věkem dopadu meteoritu Chicxulub. (Byrnes a Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) Poté jsme zkontrolovali záznam těchto „gravitačních anomálií“, abychom hledali jakékoli změny ve struktuře mořského dna, k nimž došlo rychle. Zjistili jsme, že neobvyklé množství těchto malých strukturálních anomálií na mořském dně nastalo do 1 milionu let od dopadu Chicxulubu. Gravitační anomálie jsou v souladu s zhruba 650 stop vysokými hromádkami přebytečného materiálu ležícího na 66 milionu let starém mořském dně v Indickém a Tichém oceánu.
Celkový objem přebytečného materiálu je obtížné stanovit, protože velké množství magmatu mohlo být vstříknuto do spodní kůry, kde by mělo slabší gravitační podpis. Odhadujeme však, že v době dopadu Chicxulubu se z hřebenů středního oceánu po celém světě vybuchlo řádově 23 000 až 230 000 kubických mil magmatu. To je na stejné úrovni jako největší eruptivní události v historii Země na 4, 5 miliardy let, včetně Deccan Trapů.
Tečky označují oblasti na mořském dně, které vykazují vysokou míru šíření v době dopadu Chicxulubu před 66 miliony let. Barvy označují maximální gravitační anomálii do 2 stupňů. (Byrnes a Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
Naše pozorování naznačují následující sled událostí na konci křídy. Před více než 66 miliony let začaly Deccan Trapy vybuchovat - pravděpodobně iniciované oblakem horké horniny stoupající ze zemského jádra, v některých ohledech podobné tomu, co se děje dnes na Havaji nebo Yellowstonu, které dopadlo na stranu indické tektonické desky. Střední hřebeny a dinosauři pokračují ve své normální činnosti.
Asi o 250 000 let později, Chicxulub udeří z pobřeží toho, co se stane Mexikem. Dopad způsobuje masivní narušení zemského klimatu a vstřikuje částice do atmosféry, která se nakonec usadí do vrstvy jílu nalezené na celé planetě. V důsledku dopadu se vulkanická aktivita zrychluje možná na desítky až stovky tisíc let. Hřebeny středního oceánu vybuchují velké objemy magmatu, zatímco erupce Deccan Traps zaplavují lávu přes většinu indického subkontinentu. Nakonec zmizely tři čtvrtiny rostlin a živočišných druhů Země; jediní zbývající dinosauři jsou opeřená, létající odrůda, obvykle označovaná jako ptáci.
Nyní je cílem dále upřesnit naše porozumění každé události a jejich interakcím. Bylo dost hřebenů středního oceánu, které přispěly k hromadnému vyhynutí, nebo byl spouštěný podmořský vulkanismus pouze příznakem nějakého významnějšího planetárního onemocnění? Byly spuštěny Chicxulubovy další vulkanické systémy? Který hrál při vyhubení větší roli: vulkanismus nebo meteor?
Je jasné, že tento nový výzkum ukazuje na celosvětové souvislosti mezi katastrofami, což je dobrá připomínka, že události, ke kterým dochází na druhé straně planety, mohou mít dopady všude.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Leif Karlstrom, odborný asistent věd o Zemi, University of Oregon
Joseph Byrnes, postgraduální spolupracovník věd o Zemi, University of Minnesota
