Asteroidi löök ja vulkaaniline tegevus, mis põhjustasid mitte-linnuliste dinosauruste väljasuremise
Ajastu lõpp
Rohkem kui 150 miljonit aastat valitsesid dinosaurused maismaaökosüsteeme, samal ajal kui meredes õitsesid sellised roomajad nagu mosasaurused, plesiosaurused ja taevas – pterosaurs. See pikk mesosoikumi edu katkestati järsult 66 miljonit aastat tagasi, Kreetase–Paleogeeni (K–Pg) piiril (varem nimetatud „K–T“). Lühikese geoloogilise perioodi jooksul kadusid mitte-linnulised dinosaurused, suured mereroomajad, amonid ja paljud teised liigid. Järelejäänud rühmad – linnud (linnulised dinosaurused), imetajad, mõned roomajad ja valitud merefauna osad – pärandasid tugevalt muutunud maailma.
Selle K–Pg väljasuremise keskmes on Čiksulubo löök – katastroofiline umbes 10–15 km läbimõõduga asteroid või komeedi kokkupõrge tänapäevase Jukatani (Yucatán) poolsaare piirkonnas. Geoloogilised andmed kinnitavad selgelt seda kosmilist sündmust peamise põhjuse tõttu, kuigi vulkanilised purseid (nn Dekani trapid Indias) lisasid täiendavat survet kasvuhoonegaaside ja kliimamuutuste tõttu. See elementide kombinatsioon tõi kaasa paljude mesosoikumi liinide lõpu ning oli viies suur massiline väljasuremine. Selle sündmuse mõistmine võimaldab näha, kuidas äkilised, laiaulatuslikud šokid võivad katkestada isegi näiliselt võimsa ökoloogilise valitsemise.
2. Kreidos maailm enne lööki
2.1 Kliima ja biota
Hiliskreedo (~100–66 mln a) ajal oli Maa suhteliselt soe, kõrge merepind uhtus mandrite sisemisi osi, moodustades madalaid epikontinentaalseid meresid. Angiospermid (õistaimed) õitsesid, luues mitmesuguseid maismaakooslusi. Dinozauride faunades esinesid:
- Teropoodid: Tüüranosaurused, dromaeosaurused, abelisaurid.
- Ornitischia: Hadrosaurused („partenina“), ceratopsid (Triceratops), ankülozaurid, paksukolblised saurused.
- Sauropoodid: Titanosaurused, eriti lõunapoolsetel mandritel.
Meredes valitsesid mosasaurused tippkiskjatena koos plesiosaurustega ning ammoniidid (peajalgsete rühm) olid arvukad. Linnud olid juba mitmekesistunud, imetajad hõivasid suhteliselt väikseid nišše. Ökosüsteemid tundusid stabiilsed ja elujõulised kuni K–Pg piirini.
2.2 Deccani trapide vulkanism ja muud stressorid
Kreedo hilisajal algasid India subkontinendil tohutud Deccani trapide purse. Need basaltväljad eraldasid CO2, väävli dioksiidi, aerosoolid, mis võisid soojendada või happestada keskkonda. Kuigi sellest üksi ilmselt väljasuremiseks ei piisanud, võis see nõrgendada ökosüsteeme või põhjustada järkjärgulist kliimamõju, valmistudes millekski veelgi drastilisemaks [1], [2].
3. Chicxulubi löök: tõendid ja mehhanism
3.1 Iiridiumianomaalia avastamine
1980. aastal avastas Luiz Alvarez koos kaasautoritega iiridiumirikka savikihi K–Pg piiril Gubijus (Itaalias) ja teistes paikades. Kuna iiridiumi sisaldus Maa koores on väike, kuid meteoriitides suurem, pakkusid nad, et suur löök oli selle väljasuremise põhjus. Seda kihti iseloomustasid ka teised löögiindikaatorid:
- Šokikvarts (ingl. shocked quartz).
- Mikrotektiidid (väikesed klaasist sfäärid, mis tekivad kivimite aurustumisel).
- Kõrge plaatinagruppi elementide kontsentratsioon (nt osmium, iiridium).
3.2 Kraatri asukoht: Chicxulub, Jukataan
Hiljemad geofüüsikalised uuringud avastasid ~180 km läbimõõduga kraatri (Chicxulubi kraater) Jukataani poolsaare all Mehhikos. See vastab täpselt ~10–15 km läbimõõduga asteroid/kometilöögile: esineb löögimetamorfismi tunnuseid, gravitatsioonianomaaliaid, puurimised paljastavad purustatud kivimikihti. Nende kivimite radiomeetriline dateerimine langeb kokku K–Pg piiriga (~66 mln a), tõestades lõplikult kraatri ja väljasuremise seost [3], [4].
3.3 Löögi dünaamika
Kokkupõrke ajal eraldus kineetiline energia, mis vastab miljarditele tuumapommidele:
- Šokilaine ja heitmed: Kivimite aurud ja lahustuvad killud tõusid atmosfääri ülemistesse kihtidesse, võimaliku ülemaailmse sadestumisega.
- Tulestikud ja kuumalaine: Ülemaailmseid tulekahjusid võis süüdata taas tagasi jõudvad heitkildud või ülekuumenenud õhk.
- Tolmu ja aerosoolide rohkus: Peened osakesed varjasid päikesevalgust, vähendades fotosünteesi drastiliselt mitme kuu või aasta jooksul „löögi talve“ ajal.
- Happeline vihm: Anhüdriidi või karbonaatkivimite aurustumisel eraldus väävlit ja CO2, põhjustades happelist sadestumist ja kliimahäireid.
Nende lühiajaliste pimeduse/külma ja pikaajalise kasvuhoone mõjude kombinatsioon tekitas ulatuslikku kahju maismaa ja mere ökosüsteemidele.
4. Bioloogiline löök ja selektiivsed väljasuremised
4.1 Maismaa kaotused: mitteilmuvad dinosaurused ja teised
Mitteilmuvad dinosaurused, alates tippkiskjatest nagu Tyrannosaurus rex kuni hiiglaslike taimtoidulisteni nagu Triceratops, hääbusid täielikult. Pterosaurlased hääbusid samuti. Paljud väiksemad maismaa loomad, kes sõltusid suurtest taimedest või stabiilsetest ökosüsteemidest, said suuri kaotusi. Kuid teatud liinid jäid alles:
- Linnud (linnulised dinosaurused) – võisid ellu jääda tänu väiksemale suurusele, seemnetoidule toidule ja paindlikumale dieedile.
- Imetajad: Kannatasid samuti, kuid taastusid kiiremini ja arenesid paleogeeni jooksul kiiresti suuremateks vormideks.
- Krokodillid, kilpkonnad, kahepaiksed: vee- ja poolveerühmad suutsid samuti ellu jääda.
4.2 Mere väljasuremised
Ookeanides hääbusid mosasaurused ja plesiosaurused ning koos nendega palju selgrootuid:
- Amoniidid (pikalt elanud peajalgseid) hääbusid, kuigi nautiliidid jäid alles.
- Planktoonilised foraminiferad ja teised mikrofossiilide rühmad said tugevalt kannatada, olles olulised mere toiduvõrgustikes.
- Korallid ja kahepaiksed kogesid osalist või kohalikku väljasuremist, kuid teatud sugukonnad taastusid.
„Löögi talve“ ajal langes esmase tootlikkuse tase tõenäoliselt nii madalale, et see viis mere toiduvõrgustike nälgimisele. Liigid, kes olid vähem sõltuvad pidevast tootmisest või suutsid toituda detriidist, elasid paremini üle.
4.3 Ellujäämismustrid
Väiksemad, üldisemad (generalistlikud) liigid, kes suutsid paindlikult toituda või kohaneda, elasid sagedamini üle, samas kui suured või väga spetsialiseerunud olendid hääbusid. Selline suuruse / ökoloogilise spetsialiseerumise „selektiivsus“ võib viidata sellele, et liiga tugevate keskkonnamuutuste (pimedus, tulekahjud, kasvuhoone) kombinatsioon hävitas kogu varem stabiilse ahela.
5. Dekano trapade vulkanismi roll
5.1 Aja kokkusattumus
Dekano trapade Indias toimunud pursejäljed jätavad maha laiad basaltkihid, mis on dateeritud K–Pg piirile ja mis eraldasid tohutul hulgal CO2 ja väävlit. Mõned teadlased usuvad, et sellest üksi võis piisata suurte keskkonnakriiside, näiteks soojenemise või happestumise põhjustamiseks. Teised arvavad, et see vulkanism oli suur stressor, kuid peamise „surmava löögi“ andis Chicxulubi kosmosekeha.
"5.2 Üldiste efektide hüpotees"
"Sageli väidetakse, et Maa oli juba „pinge all“ Deccani purse tõttu – võimaliku soojenemise või osaliste ökosüsteemi häiretega – kui Čiksulubo löök kõik lõplikult hävitas. Selline interaktsioonimudel selgitab, miks väljasuremine oli nii täielik: mitu tegurit koos ületasid ökosüsteemide vastupanuvõime." [5], [6].
"6. Tagajärjed: uus imetajate ja lindude ajastu"
"6.1 Paleogeeni maailm"
"Pärast K–Pg piiri ellujäänud rühmad levisid kiiresti paleotseeni jooksul (~66–56 mln aastat tagasi):"
- "Imetajad laienesid vabadesse niššidesse, mida varem hõivasid dinosaurused, liikudes väikestest, võib-olla öistest vormidest erineva suurusega liikide suunas."
- "Linnud hargnesid, hõivates nišše alates lendamatutest maapealsetest lindudest kuni veespetsiifiliste vormideni."
- "Roomajad – krokodillid, kilpkonnad, kahepaiksed ja sisalikud – jäid ellu või mitmekesistusid uutes vabadest elupaikadest."
"Seega mõjutas K–Pg sündmus evolutsioonilist „taaskäivitust“, sarnast teistele massilistele väljasuremistele. Uuesti kujunenud ökosüsteemides arenesid välja tänapäevase maismaa biotoopide alused."
"6.2 Pikaajalised kliima- ja mitmekesisuse trendid"
"Paleogeeni jooksul jahenes Maa kliima järk-järgult (pärast lühiajalist paleotseeni–eotseeni termilist maksimumi), mis soodustas imetajate edasist arengut, lõpuks tekkisid primaadid, sarvikloomad, kiskjad. Samal ajal ümber korraldusid mereökosüsteemid – moodsa korallriffisüsteemi teke, teleostkalade radiatsioon ja vaalade ilmumine eotseenis. Mosasauruseid ega teisi mere roomajaid ei ole, nii et mõned nišid hõivasid mereimetajad (nt vaalad)."
"7. K–Pg väljasuremise tähendus"
"7.1 Tõukehüpoteeside kinnitamine"
"Kümneid aastaid Alvarezide avastatud iriidianomaalia tekitas vaidlusi, kuid Čiksulubo kraatri leid suurtes osades hajutas ebakindluse: suur asteroiditõuge võib põhjustada äkilisi ülemaailmseid kriise. K–Pg sündmus on näide sellest, kuidas väline kosmiline jõud võib järsult muuta Maa „status quo'd“, ümber kirjutades ökoloogilist korda."
"7.2 Massilise väljasuremise dünaamika mõistmine"
"K–Pg piiri andmed aitavad mõista väljasuremise selektiivsust: väiksemad, üldistatumad liigid või elustiilid jäid ellu, samas kui suured ja väga spetsialiseerunud liigid hääbusid. See on aktuaalne ka tänapäeval, kui arutletakse, kuidas bioloogiline mitmekesisus reageerib kliima- või keskkonnastressorite kiirele suurenemisele."
"7.3 Kultuuriline ja teaduslik pärand"
"„Dinosauruste väljasuremine" on avalikus kujutluspildis tugevalt juurdunud, saades arhetüüpiliseks kujutiseks, kuidas suur meteoriit lõpetab mesosoikumi. See lugu kujundab meie arusaama planeedi habrasusest – ja et tulevane suur kokkupõrge võiks kaasaegsele elule sarnase ohu tekitada (kuigi lähituleviku tõenäosus on väike)."
8. Tuleviku uurimissuundade ja vastuseta küsimuste ülevaade
- Täpsem kronoloogia: Kõrge täpsusega dateerimine, et määrata, kas Dekani purseid toimusid täielikult väljasuremishorisondiga samal ajal.
- Üksikasjalik tafonoomiauuring: Kuidas kohalikud fossiilide leiukohad peegeldavad protsessi kestust – kas äkilist või mitme faasiga.
- Ülemaailmne pimenemine ja tulekahjud: Tahma ja süsiniku setete uuringud aitavad täpsustada „löögi talve” perioodi.
- Taastumise teed: Paleotseeni kooslused näitavad, kuidas ellujäänud taastasid ökosüsteeme.
- Biogeograafilised mudelid: Kas teatud piirkondadel olid „varjupaigad”? Kas ellujäämine sõltus laiuskraadist?
9. Kokkuvõte
Kriidi–paleogeeni väljasuremine näitab, kuidas väline löök (asteroidikokkupõrge) ja eelnev geoloogiline pinge (Dekani vulkanism) suudavad koos hävitada suure osa bioloogilisest mitmekesisusest ja tappa isegi valitsevad rühmad – mitte-linnulised dinosaurused, pterosaurid, mere roomajad ja paljud mere selgrootud. Äkilisus rõhutab looduse habrast olemust intensiivsete katastroofide ajal. Pärast seda väljasuremist ellujäänud imetajad ja linnud võtsid üle tugevalt muudetud Maa, avades evolutsioonilised liinid, mis viisid tänapäevaste ökosüsteemideni.
Kriidi–paleogeeni sündmus, lisaks paleontoloogilisele tähendusele, kõlab ka laiemas kontekstis – planeedi ohtude, kliimamuutuste ja massiliste väljasuremiste aruteludes. Uurides piiri savi ja Chicxulubi kraatri tõendeid, mõistame järjest paremini, kuidas Maa elu võib olla samaaegselt nii vastupidav kui ka väga haavatav, mõjutatud kosmilistest juhuslikest sündmustest ja planeedi sisemistest protsessidest. Dinoosauruste väljasuremine, kuigi bioloogiliselt traagiline, avas evolutsioonilised teed imetajate ajastule – ja lõpuks meile.
Nuorodos ir tolesnis skaitymas
- Alvarez, L. W., Alvarez, W., Asaro, F., & Michel, H. V. (1980). „Kriidi–tertsiaari väljasuremise põhjuseks kosmiline sündmus.” Science, 208, 1095–1108.
- Schulte, P., et al. (2010). „Chicxulubi asteroidimõju ja massiline väljasuremine kriidi–paleogeeni piiril.” Science, 327, 1214–1218.
- Hildebrand, A. R., et al. (1991). „Chicxulubi kraater: võimalik kriidi/tertsiaari piiri mõjukraater Yucatani poolsaarel, Mehhikos.” Geology, 19, 867–871.
- Keller, G. (2005). „Mõjud, vulkanism ja massiline väljasuremine: juhuslik kokkusattumus või põhjus-tagajärg seos?” Australian Journal of Earth Sciences, 52, 725–757.
- Courtillot, V., & Renne, P. (2003). „Uputusbasalti sündmuste vanustest.” Comptes Rendus Geoscience, 335, 113–140.
- Hull, P. M., et al. (2020). „Mõjudest ja vulkanismist kriidi-paleogeeni piiril.” Science, 367, 266–272.