Retas CO tipo meteoritų vaidmuo Chicxulub katastrofoje

Įsivaizduokite vieną neįprastą akmenį, pakeitusį gyvybės Žemėje likimą. Būtent ši idėja verčia mokslininkus kitaip vertinti Kreidos–Paleogeno (K–Pg) ribą: objektas, sukūręs Chicxulub kraterį, galėjo priklausyti kur kas retesnei meteorito rūšiai, nei daugelis manydavo.

Chicxulubo smūgis į dabartinę Meksikos teritoriją įvyko maždaug prieš 66 milijonus metų, išlaisvinęs energiją, kuri išgarino projektilą ir iškalė šimtų kilometrų skersmens kraterį. Šio susidūrimo pasaulinės pasekmės siejamos su išnykimo įvykiu, pašalinusiu maždaug tris ketvirtadalius Žemės rūšių, įskaitant nepaukštinius dinozaurus.

Nustatyti tai, kas dabar nebeegzistuoja, reikalauja kriminalistinio požiūrio. Kai uoliena pati išgaravo, ji paliko mikroskopinius cheminius pėdsakus, užfiksuotus ploname molingame sluoksnyje, nutiestame visame pasaulyje Kreidos–Paleogeno (K–Pg) ribos metu. Skaitydami tuos pėdsakus, tyrėjai gali rekonstruoti, kas smogė planetai ir kodėl pasekmės buvo tokios mirtinos.

Užuominos dulkėse: metalų izotopai ir reta meteoritų šeima

Tarptautinė mokslininkų grupė išanalizavo per dešimtmečius surinktus K–Pg molio mėginius, naudodama itin jautrius izotopų matavimus, kad surastų būdingus nikelio atomų santykius. Nikelio izotopai veikia kaip genetinis žymuo skirtingoms meteoritų klasėms, nes kiekviena klasė išsaugo unikalią mišinio sudėtį, paveldėtą iš ankstyvųjų Saulės sistemos procesų.

Rezultatas susiaurina įtariamąjį: anglies turintis hondritas iš Ornans (CO) klasės. Anglies turintys hondritai yra primityvios, daug lakiųjų elementų turinčios uolos, sudarančios nedidelę dalį ant Žemės rastų meteoritų; CO pavyzdžiai tarp jų dar retesni. Jei izotopų signalas yra teisingas, Chicxulubo smūgio objektas priklausė kosminių nuolaužų linijai, kuri kolekcijose ir mėginiuose pasitaiko labai retai.

Nikelio pėdsakai nėra vienintelė įrodymų linija. Impaktoriaus dydis ir smurtas jau gerai įvertinti: maždaug 10–15 kilometrų skersmens, smogęs apie 64 000 kilometrų per valandą (40 000 mylių per valandą) greičiu. Ta energija sunaikino patį kūną, tačiau išmestos nuolaužos, smulkios dulkės ir sferulės, pakeltos į atmosferą, nusėdo visame pasaulyje ir išsaugojo chemines liekanas, kurias gali aptikti modernūs laboratoriniai metodai.

Kreidos–Paleogeno smūgio liekanos. Tamsus, molingas KT ribos sluoksnis Stevn’s Klint, Danijoje, panaudotas tyrime. 

Roko klasės nustatymas keičia mokslininkų vertinimą apie galimus išnykimo mechanizmus. CO hondritai, palyginti su kai kuriomis kitomis meteoritų klasėmis, turi santykinai mažai lakiųjų elementų, tokių kaip siera. Ši detalė svarbi, nes siera patekus į stratosferą galėjo sukelti greitą atvėsimą formuodama aerozolių debesis, scenarijų, dažnai minimą siekiant paaiškinti masinius išmirimus.

Jeigu impaktorius buvo CO tipo, idėja, kad pagrindiniu žudymo mechanizmu buvo paties akmens sieros kiekis, tampa mažiau įtikinama. Vietoj to dėmesys krypsta į milžinišką smulkiagrūdžių nuolaužų kiekį, kurį sukėlė smūgis: suodžius, sutrupintą taikinio uolieną ir smulkius stiklinius lašelius, kurie būtų aptemdinę dangų ir kelerius metus slopinę fotosintezę.

Dr. Philippe Claeys, vizituojantis profesorius Britų Kolumbijos universitete, prie parodos Ramiojo vandenyno Žemės muziejuje.

"Tik menka projektilo dalis išsaugota planetos K–Pg molio sluoksnyje, nes visas meteoras išgaravo smūgio metu," sako Dr. Philippe Claeys, vienas iš analizės bendraautorių. Toks mažumas padaro izotopinius tyrimus techniškai sudėtingus, bet kartu ir naudingus: kuo tikslesnis matavimas, tuo griežtesnė riba, kas galėjo būti tas impaktorius.

Ką identifikacija reiškia išnykimo scenarijams

Sakant tiesiai, jei atėjęs akmuo gabeno mažiau sieros, gyvūnų ir augalų masiniai išmirimai greičiausiai labiau priklausė nuo ilgesnio saulės spindulių ir maisto grandinių žlugimo nei nuo staigaus sulfatų sukeltos žiemos. Smulkios dalelės stratosferoje gali išlikti kelerius metus ir sumažinti saulės spindulių kiekį; augalų badavimas tuomet pakyla maisto grandinėje. Komandos aiškinimas nukreipia modeliavimo pastangas į aerozolių optinį storį, saulės šviesos blokavimo trukmę ir tai, kaip tai skirtųsi skirtinguose klimato regionuose.

Iš kur galėjo kilti toks retas akmuo? Jo kilmė lieka spėliojimų objektu. Kandidatai apima asteroidu juostos išorines sritis netoli Jupiterio arba toliau nuo Saulės esančias zonas, turtingas primityviomis nuolaužomis. Bet kuriuo atveju tokio kilmės objekto smūgis pabrėžia retų, atsitiktinių įvykių svarbą Žemės istorijoje.

Ekspertų įžvalga

"CO žymės radimas K–Pg nuosėdose verčia mus tiksliau apibrėžti klimato reakcijų seką po smūgio," sako planetologė Dr. Elena Martinez, kuri nesidalyvavo tyrime. "Tai nekeičia fakto, kad įvyko nepaprastas susidūrimas. Tai sutelkia mūsų dėmesį į mechanizmus, greičiausiai atsakingus už ekosistemų žlugimą: suodžius, dulkes ir ilgai išliekancias aerozoles."

Dr. Philippe Claeys, vizituojantis profesorius Britų Kolumbijos universitete, prie parodos Ramiojo vandenyno Žemės muziejuje. 

Išvada

Nustatyti CO hondritą kaip tikėtiną Chicxulub smūgio objektą nereiškia, kad uždarėme diskusijas apie kreidos pabaigos išnykimą. Tačiau tai keičia pagrindines temas. Nukreipus dėmesį nuo pačio impaktoriaus lakiųjų medžiagų kiekio link pasaulinių dulkių ir suodžių dangų, kuriuos jis pakėlė, naujas aiškinimas tikslina po smūgio klimato modelius ir padeda orientuoti būsimus lauko mėginių ėmimus bei laboratorinius eksperimentus. Dinozaurų likimas atrodo mažiau kaip vienas cheminis įrodymas ir labiau kaip sudėtinga, planetinė reakcija į ypatingai nelaimingą smūgį.