Noi fosile ar putea captura minutele după impactul asteroidului care ucide dinozauri

Cu aproximativ 66 de milioane de ani în urmă, un asteroid uriaș s-a izbit de Pământ în largul coastei a ceea ce este acum Mexic. La mai puțin de o oră mai târziu, o albie a unui râu aflat la 3.000 de kilometri distanță s-a prăbușit violent înainte și înapoi, îngropând rapid pești, plante și alte organisme în sediment, arată un studiu. Dovezile acelor valuri, precum și micile urme ale impactului în sine, par să fie păstrate într-un strat de rocă gros de un metru în sud-vestul Dakota de Nord.

Declanșat de impact, un cutremur imens – echivalent cu o magnitudine de 10 sau chiar 11,5 – a trimis unde seismice pulsand prin scoarța terestră, declanșând zdrobirea, susțin cercetătorii online pe 1 aprilie în Proceedings of the National Academy of Sciences. Dacă este adevărat, scenariul ar adăuga un nou mecanism de ucidere la evenimentul de extincție în masă care marchează granița dintre perioadele Cretacic și Paleogene, adesea numite K-Pg. Cel puțin 75% dintre specii, inclusiv toți dinozaurii care nu sunt păsări, au murit (SN: 2/4/17, str. 16).

Situl, găsit în formația Hell Creek și numit Tanis, reprezintă un instantaneu unic a ceea ce s-a întâmplat pe uscat imediat după impact, spune paleontologul Robert DePalma de la Universitatea din Kansas din Lawrence.

„Este un moment critic în timp”, spune el. „Avem o imagine de înaltă rezoluție a primelor două ore după impact. Acest nivel de detaliu nu este cu adevărat cunoscut în altă parte.”

În ciuda unicității potențiale a descoperirii, publicarea documentului PNAS lucrarea a fost umbrită de un profil al lui DePalma publicat online pe 29 martie în newyorkez, cu doar câteva zile înainte de lansarea planificată a studiului. Profilul a inclus indicii tentante de dinozauri și pterozauri fosilizați și chiar pene conservate rareori pe care cercetătorii spun că le-au găsit la Tanis. Dacă da, site-ul ar putea conține răspunsul la o întrebare mult mai mare: a fost într-adevăr lovitura de asteroizi care a ucis dinozaurii sau aceștia mureau deja? Noua lucrare nu discută despre aceste fosile, iar paleontologii și-au exprimat scepticismul și frustrarea cu privire la modul de evaluare a afirmațiilor.

Moment în timp

Hârtia în PNAS oferă dovezi că situl de fosile deschide o fereastră asupra unui moment cheie din istoria Pământului. La Tanis, un râu s-a scurs cândva spre est dintr-o mare mare interioară. Depozitele nisipoase dezvăluie locul unde râul șerpuit a sculptat un canal adânc în stâncă. Deasupra acelui canal se află o secvență rock neobișnuită pe care DePalma și colegii săi o numesc „depozitul evenimentului”. Acest strat de 1,3 metri grosime are două substraturi distincte. Stratul inferior are pietricele mari la bază și sedimente cu granulație mai fină în partea de sus, care se termină în nămol fin. Deasupra acestuia se află un alt strat care începe cu granule mari de nisip și apoi devine mai fin la suprafață. Acest model și direcția de curgere a apei păstrată de boabe indică o inundație masivă, spune DePalma.

Depozitul conține, de asemenea, sfere minuscule de sticlă, rămășițe de rocă vaporizată aruncate în atmosferă în urma impactului care apoi a plouat înapoi, potențial, la mii de kilometri distanță. Fosilele sunt, de asemenea, abundente în depozit, în special bucăți de bușteni și grupuri de schelete de pește. Peștele, sugerează cercetătorii, ar fi murit în masă după ce a fost îngropat rapid de noroiul deplasat în timpul inundației. Unele dintre branhiile peștilor conțin sferule minuscule, posibil prinse din apă chiar înainte de moarte.

ploaie de sticlă

Pe măsură ce un asteroid a lovit Pământul, a vaporizat roca, trimițând particule (una dintr-un nou sit fosil din Dakota de Nord, prezentată într-o imagine micro-CT) în aer. Acele particule au călătorit mii de kilometri înainte de a ploua departe de locul impactului. Sfera are un miez de sticlă de silicat (verde) cu un strat exterior care s-a transformat în argilă (albastru).

Deasupra depozitului evenimentului este un strat subțire de cenușă vulcanică transformată în argilă care se găsește și în alte părți ale Statelor Unite centrale. Acest strat conține sferule de impact și date la K-Pg, ajutând să conecteze situl Tanis la evenimentul de extincție.

Deoarece o mare mare de mică adâncime acoperea o mare parte din centrul antic al Statelor Unite la un moment dat, echipa a bănuit mai întâi că zgomotul dus-întors a indicat că un tsunami uriaș s-a îndreptat spre nord din Golful Mexic în urma impactului. Dar nu este clar cât de mare era marea sau dacă mai exista în momentul impactului. Iar calculele ulterioare ale echipei lui DePalma au sugerat că un astfel de tsunami ar fi durat cel puțin 18 ore pentru a călători din Golf la Tanis.

Cu toate acestea, sferulele găsite încorporate în depozitul de eveniment indică faptul că acțiunea puternică a valului trebuie să fi avut loc aproape imediat după impact, spune DePalma. Nici măcar un tsunami rapid nu ar fi fost atât de rapid. În schimb, sugerează echipa, undele seismice puternice ar fi putut zgudui un corp de apă local, cum ar fi un râu sau un lac, producând depozitele.

Trecut plauzibil

Echipa susține în mod convingător că întreaga secvență de evenimente a durat doar câteva ore, spune Paul Olsen, paleontolog și geolog la Observatorul Pământului Lamont-Doherty al Universității Columbia din Palisades, NY Peștii au consumat sferulele care au plouat în apă și au fost îngropați în sedimente. deplasate în timpul stropirii apei și apoi au fost acoperite de un al doilea strat de sedimente purtătoare de iridiu, un element găsit în asteroizi. „Cred că s-au prins asta. Este greu de imaginat cum s-ar întâmpla asta în alt mod”, spune Olsen.

Jessica Whiteside, geochimist la Universitatea din Southampton din Anglia, este de acord că dovezile sedimentare susțin ideea că impactul a produs zgomot violent. Și posibilitatea ca un cutremur masiv să fi provocat acele valuri este plauzibilă, adaugă ea. După cum spun autorii în studiu, se știe că seismul Tohoku cu magnitudinea 9,2 din 2011 din Japonia a declanșat valuri de 1,5 metri înălțime într-un fiord norvegian la aproximativ 8.000 de kilometri distanță.

„Dar nu este singura succesiune plauzibilă de evenimente care s-ar fi putut întâmpla”, spune Whiteside. Și s-ar putea să nu existe nicio modalitate de a ști cu siguranță dacă scenariul este cel potrivit sau momentul exact al sosirii undelor seismice, deoarece există atât de multe necunoscute despre întinderea pământului în urmă cu 66 de milioane de ani.

„Aceasta fiind spuse, mi se pare o muncă foarte interesantă”, spune Whiteside.

Antoine Bercovici, paleobotanist și sedimentolog la Instituția Smithsonian din Washington, DC, a lucrat de ani de zile în Dakota de Nord, studiind granița K-Pg din cadrul Formației Hell Creek. El este de acord că dovezile sedimentare descrise în studiu sunt convingătoare. „Este extraordinar că [the sediments of] acest lac Oxbow a putut să înregistreze într-un mod detaliat momentul impactului”, spune el. „Ar fi greu să găsești un alt loc ca ăsta.”

Fosilele de pești, adaugă el, „sunt destul de uimitoare”, iar conservarea lor este excepțională. Cu toate acestea, spune el, este puțin sceptic că orientarea întâmplătoare a fosilelor reprezintă în mod definitiv un instantaneu al morții în masă chiar în momentul în care valurile au lovit animalele, sferulele încă ținute în gură. „Este puțin dramatic și greu de verificat”, spune el.

Drama lui Dino

Dar drama unui mormânt de pește este minimă în comparație cu reacția la unele dintre celelalte fosile pe care DePalma spune că le-a găsit la Tanis, așa cum este descris în newyorkez profil: o vizuină de mamifer, pene de dinozaur, un os de șold ceratopsian cu o amprentă pe piele (fosila ceratopsiană este menționată pe scurt, deși nu este descrisă oficial sau ilustrată în detaliu, în materialul suplimentar care însoțește PNAS hârtie).

Lipsa generală de fosile de dinozaur care datează chiar înainte de impact a determinat unii oameni de știință să speculeze că animalele dispăreau deja înainte de lovirea asteroidului. Deci, descoperirea fosilelor de dinozauri la Tanis ar putea ajuta la dovedirea că impactul a fost, până la urmă, vinovatul.

Acest lucru nu ar fi, în sine, chiar atât de surprinzător. Majoritatea paleontologilor cred deja că lovitura a ucis dinozaurii. Totuși, astfel de afirmații extraordinare pentru ceea ce susține Tanis necesită dovezi extraordinare, spune Thomas Holtz, un paleontolog la Universitatea din Maryland din College Park. „Cred că o mare parte din reacția la acest lucru provine din detaliile despre cum a apărut anunțul”, spune Holtz, referindu-se la publicarea online a newyorkez articol cu ​​câteva zile înainte de PNAS studiu. „Poate [those claims] sunt într-adevăr exacte, dar dacă da [the researchers] ar fi trebuit fie incluse în documentul inițial, fie nu ar trebui să o raporteze atât de mult în avans dacă nu sunt pregătiți să-și susțină afirmațiile cu date.”

Datele lui DePalma și ale colegilor despre acele fosile tentante de dinozaur rămân nepublicate, deocamdată. The PNAS lucrarea „nu este o lucrare despre dinozauri”, spune DePalma, adăugând că nu a vrut ca informațiile despre fosilele dinozaurilor să apară în newyorkez, fie. „Desigur că am căuta să ținem asta sub secret; vrem să-l publicăm mai târziu”, spune el.

Indiferent dacă Tanis conține sau nu fosile de dinozaur, situl este încă interesant, spune Bercovici. „Tanis este primul loc fără echivoc de acest fel”, în sensul că reprezintă primele minute de impact, spune el. Mai mult, adaugă el, deși dinozaurii tind să ocupe centrul imaginației populare, „extincția K-Pg nu este o poveste cu dinozauri nonavian. A implicat dispariția ecosistemelor întregi și complexe.”

Și, oricât de interesant este Tanis, adaugă el, oamenii de știință care studiază extincția K-Pg au multe întrebări persistente – cine a murit, cine a supraviețuit, a fost extincția treptată sau bruscă, a fost recuperarea rapidă sau lentă – care se extind cu mult dincolo de acel instantaneu. timp. La urma urmei, majoritatea morților s-au petrecut mai târziu, în deceniile care au urmat.

„Efectul imediat al impactului a ucis cu siguranță multe plante și animale”, adaugă el. Dar ceea ce a pus cu adevărat presiuni speciale asupra diferitelor ecosisteme și, în cele din urmă, a dus la extincții în masă, au fost efectele pe termen lung asupra climei: răcirea și încălzirea dramatică, ploaia acide, emisia de funingine și întunecarea cerului, spune el.

Nota editorului: Această poveste a fost actualizată la 8 aprilie 2019, pentru a corecta câte specii au murit în extincția K-Pg și unde au fost găsite sfere de sticlă în fosilele de pești. Cel puțin 75 la sută din toate speciile au pierit, nu doar creaturi terestre, iar sferele se aflau în branhiile peștilor, nu în stomac.