Prosjektet, som snart vil starte utenfor kysten av Mexico, kan hjelpe oss med å finne svaret på dette spørsmålet.
For tiden forbereder et uvanlig fartøy - halvt skip, halvt borerigg - å seile fra havnen i Progresso, Mexico for å fortsette å utforske fortiden på planeten vår. Denne våren og sommeren vil den prøve å trekke ut en tynn, sylindrisk steinprøve - 8 centimeter bred og 1000 meter lang - som begynte å danne seg i eocenen for rundt 50 millioner år siden, og boret et hull ned til laget som ble dannet og modifisert som et resultat virkningen av en asteroide som traff jorden for 66 millioner år siden, da dinosaurene forsvant.
I tillegg til å løse mange andre problemer, har dette prosjektet som mål å hjelpe forskere med å bestemme en ny tidsramme for dannelsen av Chicxulub-krateret, som har blitt ansett som hovedårsaken til utryddelsen av dinosaurer siden teorien ble lagt frem i 1980.
Forskere må nå definere en ny tidsramme - for det har de svært nøyaktige geokronologiske analysemetoder - fordi en stille revolusjon i geologiske disipliner har endret vår kunnskap om masseutryddelsesepisoder som skjedde i en fjern fortid, inkludert masseutryddelsen på slutten av krittperioden.
JORDTID-prosjekt
I sentrum for denne revolusjonen er EARTHTIME, et internasjonalt samarbeidsprosjekt som dramatisk har forbedret nøyaktigheten og nøyaktigheten av radiometrisk datering under ledelse av MIT-professor Sam Bowring. Radioaktive isotoper (som uran) forfaller, noe som resulterer i nye grunnstoffer (som bly). Graden av dette forfallet kalles forfallskonstanten, og forskere vet allerede nøyaktig hvor mye det er. Hvis du vet hvor mye av det opprinnelige elementet som har blitt et barn, kan du bruke forfallskonstanten til å beregne datoen for dannelsen av en bestemt steinprøve.
For å finne ut detaljene snakket jeg med geokronolog Seth Burgess, en tidligere Bowring-student som for tiden er ved US Geological Survey. "I løpet av de siste 10-15 årene har forskere gjort betydelige fremskritt i nøyaktigheten og nøyaktigheten av geokronologiske beregninger," sa Burgess. Forskjellen mellom presisjon og nøyaktighet er veldig viktig. Se for deg en bueskytter. Hvis bueskytteren skyter flere piler, og de flyr alle forbi målet, men treffer samme sted på trestammen, så er han nøyaktig, men ikke nøyaktig. Hvis pilene hans har riddlet hele målet, er han nøyaktig, men ikke nøyaktig. Men hvis alle pilene han skjøt treffer øyeøyet, er han nøyaktig og nøyaktig på samme tid.
Kampanjevideo:
Innen geokronologi er både presisjon og nøyaktighet viktig, og mye av fremgangen med å forbedre metoder for å oppnå dem, sier Burgess, “er resultatet av EARTHTIME-initiativet som fremmer tett samarbeid mellom laboratorier. Det er takket være henne at det har vært et stort sprang i datakvaliteten."
Tilfeldighet og fart
For å forstå hva som skjedde under de enorme endringene i jordens fjerne fortid, må to viktige timingproblemer tas opp: tilfeldighet og hastighet.
Forskere må fastslå eksistensen av en sammenheng eller tidsmessig sammenfall mellom den påståtte årsaken og dens virkning. Den geologiske tidslinjen inneholder enorm tid, så det ville være en feil å hevde at for eksempel et vulkanutbrudd forårsaket en masseutryddelse hvis det skjedde etter denne masseutryddelsen eller lenge før det, som ekskluderer enhver sammenheng mellom de to hendelsene.
Forskere må også finne ut hvor raskt visse endringer har vært.
Hva kan betraktes som "raskt"?
Kort sagt, vi bør vurdere to tidsintervaller: tusen år og 10 tusen år.
Når det gjelder utryddelse av havfauna, kalles forsuring av havet en av årsakene til dens død (utvidelse av døde soner med ekstremt lavt oksygeninnhold, kalt "anoxia" - dette er en annen årsak, som igjen er forårsaket av en rekke biologiske konsekvenser av havforsuring og global oppvarming).
Endringer som skjer over perioder som er lengre enn 10 000 år blir vanligvis kompensert ved å kompensere for kjemiske endringer i havene og på land, så den sannsynlige årsaken til forsuring av havet vil måtte påvirke havene over en periode på mindre enn 10 000 år. …
Utstilling av enorme dinosaurer i New York
Foto: RIA Novosti, Larisa Sayenko
Tusen år er omtrent den tiden det tar for verdenshavene å blande seg fullstendig i vår tid, men i tilfelle varmere klima kan det ta lengre tid. Betydelige utslipp av karbondioksid som har blitt frigitt i atmosfæren gjennom mange århundrer (fra menneskelige aktiviteter) absorberes hovedsakelig av havoverflaten før de kan blandes og oppløses i det mye større reservoaret på havdypet, noe som fører til farlig global oppvarming og forsuring av havoverflaten … Slike geologiske "raske" endringer kan utgjøre en trussel mot livet på jorden.
Mer nøyaktige tidsrammer
Inntil nylig var feil i datering av bergarter vanligvis flere millioner år gamle for bergarter som er mer enn 100 millioner år gamle. Dette er minst 100 ganger verre enn nødvendig for å svare på spørsmål om tilfeldigheter og frekvensen av masseutryddelse.
Imidlertid har nå forskere klart å redusere omfanget av feil, og oppnå en nøyaktighet på pluss minus 13 tusen år for bergarter fra krittperioden og rundt 50 tusen år for bergarter av permperioden.
Som et resultat har de nye og betydelig mer nøyaktige tidsrammene de siste tre årene blitt brukt i en rekke landemerke studier designet for å etablere en kobling mellom en serie masseutryddelsesepisoder og grandiose vulkanutbrudd, kalt Large Igneous Provinces (LMPs), hvis effekter ligner moderne klimaendringer. Vi snakker om masseutryddelsen på slutten av Trias-perioden for 201 millioner år siden, masseutryddelsen for 251,9 millioner år siden, den toarciske utryddelsen i jura-perioden, den keptenianske utryddelsen i den permiske perioden, utryddelsen på det tidlig-middel-kambrium-stadiet og det termiske maksimum av paleocene (PPTM).
Ved hjelp av nye metoder fant Burgess at den Permiske masseutryddelsen - den største utryddelseshendelsen på jorden - skjedde på mindre enn 61 tusen år, og begynte for 251,9 millioner år siden, som falt sammen med en storskiftende skifting av karbonsyklusen, hvor spor kan finnes i moderne sedimenter. … Deretter sammenlignet han disse datoene med datoer hentet fra å studere de vulkanske bergartene til de sibiriske feller. Det viste seg at de falt helt sammen.
“Mer enn halvparten av volumet av de sibiriske feller brøt ut tidligere [før 251,9 millioner år siden], det vil si rundt den tiden denne masseutryddelsen begynte og endte. Så alt skjedde veldig raskt."
Vi snakker om en slik mengde lava som kan dekke hele USAs territorium med et lag på 275 meter, og utgytingen av denne lavaen skjedde i et slikt øyeblikk og i en slik hastighet at det kan betraktes som avgjørende bevis på en sammenheng mellom utbrudd og masseutryddelse.
Tidslinje for utryddelse av dinosaurer
I mange år ble vulkanutbrudd i India, som senere fikk følge av innvirkningen av asteroiden Chicxulub i Mexico, ansett som årsaken til begynnelsen av masseutryddelsen på slutten av krittperioden, som fullførte arbeidet. Utbruddene som førte til dannelsen av Deccan Traps i India ble tidligere ansett for for langsomme, og deres innvirkning - for ubetydelig til å si at de selv kunne føre til utryddelse av levende ting. Nye data om tidsrammene for Perm, Trias og andre utryddelser indikerer imidlertid at utbruddene i CMF faktisk er i stand til å provosere utryddelse uten hjelp fra en asteroide. Faktisk har forskere ikke vært i stand til å koble virkningen av asteroider til noen av masseutryddelsesepisodene siden fremveksten av flercellede dyr, til tross for at andre asteroider siden har falt til jorden.nesten like stor som Chicxulub.
I januar 2015 målte geokronologen Blair Schoene fra Princeton University og hans kolleger tidslinjene for Deccan-utbruddene og fant at disse utbruddene skjedde til rett tid og riktig varighet for å provosere en masseutryddelse på slutten av krittperioden - og utryddelsesmodellen var bemerkelsesverdig lik de sene utryddelsesmodellene fra Perm og sent trias.
Imidlertid falt disse utbruddene omtrent sammen med virkningen av Chicxulub-meteoritten.
Sammenligning av det usammenlignelige
I sin studie brukte Blair uran-blymetoden på et mineral som kalles zirkon, men tidsrammen for Chicxulub-meteoritten ble bestemt ved hjelp av argon-argon-metoden.
Argon-argon-datering er den vanligste metoden for å bestemme alderen på vulkanske bergarter, fordi den kan brukes til å studere feltspat, som ofte finnes i lava av CMF og i vulkanske askeforekomster, mens zirkoner er ekstremt sjeldne der. Argon-argon-metoden for aldersbestemmelse har også gått gjennom en revolusjon, og i dag gir den resultater som er nesten like nøyaktige som resultatene av målinger ved bruk av uran-blymetoden.
Imidlertid er argon-argon-metoden for å bestemme alderen på bergarter veldig forskjellig fra uran-blymetoden. Det krever kalibrering til et referansemateriale og bestråling av prøver i en atomreaktor. "Det er en forskjell mellom argon-argon og uran-blymetoder," forklarer Burgess. I noen tilfeller er forskjellen 0,1-0,2% - vi snakker om 60 tusen år på slutten av krittperioden. En slik feil på 60 tusen år er enorm tid for biosfæren. “For å sammenligne datoene innhentet fra argon-argon- og uran-blymetodene, må du ta hensyn til en viss grad av unøyaktighet, noe som fører til den potensielle feilen. I hovedsak lar dette oss sammenligne de forskjellige."
For å illustrere dette kan følgende eksempel gis: i 2010-2011 ble alderen til et mye brukt referansemineral, "Fish River Canyon Sanidine", endret fra 28,01 millioner år til 28,3 millioner år, noe som resulterte i en tidsrammeskift på en halv million år (så tidsskalaen for masseutryddelsen på slutten av krittperioden skiftet fra 65 til 66 millioner år siden).
Slike forskjeller gir drivstoff til kontroversen rundt grunnårsaken og rekkefølgen av hendelsene i perioden med masseutryddelse.
Gerta Keller fra Princeton University har lenge hevdet at asteroiden Chicxulub falt minst 100.000 år før masseutryddelsen, så den kunne ikke i seg selv forårsake denne masseutryddelsen, som etter hennes mening ble utløst av Deccan-utbruddene. … For å støtte denne hypotesen registrerte forskere en rekke indikatorer på vulkansk aktivitet i bergarter som dannet seg i slutten av krittiden, inkludert isotoper av osmium, et mineral som kalles akaganitt, forfall av jernoksid og en økning i kvikksølvnivåer (en kraftig økning i kvikksølvnivåer er et karakteristisk trekk ved flere CMF-er).
Situasjonen forverres av det faktum at for å kunne korrelere bergprøver fra slutten av krittperioden, ekstrahert i forskjellige deler av verden, er det nødvendig å måle endringene i polariteten til magnetfeltene som reflekteres i bergartene, men det er imidlertid betydelige avvik mellom metodene for å bestemme alderen på bergarter angående disse endringene på slutten av kritt. periode (omtrent 740 tusen år mot 400 tusen år).
Geokronologer ved University of California, Berkeley Paul Renne, Courtney Sprain og deres kolleger brukte nylig argon-argon som dateres til lavaprøver fra Deccan-utbrudd og fant at den kraftigste Deccan utbrudd skjedde innen 50 tusen år fra asteroiden falt. Denne tidsrammen var den første som plasserte virkningen av asteroiden i sammenheng med Decan-utbruddene i India, som ble beregnet ved hjelp av samme argon-argon-dateringsmetode. Med andre ord har forskere endelig klart å matche det sammenlignbare.
Dermed kan vi i dag snakke om et treveis sammenfall mellom asteroiden, Deccan-utbrudd og masseutryddelse. Høye nivåer av kvikksølv assosiert med Deccan-utbrudd gjennomsyrer asteroidens slagmerker, indikert av en kraftig økning i iridiumnivåer, som samlet støtter hypotesen om at asteroidens fall og utbruddene skjedde ganske nær hverandre i tid.
Plesiosaur-skjelett Polycotylus latippinus
Foto: Natural History Museum of Los Angeles
Disse nye datoene endret hypotesen om at masseutryddelsen var forårsaket av en asteroideeffekt, først foreslått av far og sønn Luis og Water Alvarez. Walter var medforfatter av et nytt papir, ledet av professor Mark Richards fra University of California, Berkeley, som sier at kraften til Deccan-utbruddene har økt betydelig på grunn av seismiske vibrasjoner som har spredt seg over planeten etter asteroideeffekten.
Imidlertid er det en feil i denne teorien. I flere år trodde det vitenskapelige samfunnet at datoen for masseutryddelsen falt sammen med datoen for asteroidepåvirkningen - Professor Keller kalte denne hypotesen et eksempel på "rundkjøring" som skaper en ond sirkel. For noen få år siden, da det var betydelige feil i å bestemme tidsrammen, syntes en slik hypotese for mange forskere å være ganske rimelig og praktisk. Men nå, når nye fremskritt innen geokronologi gjør det mulig for oss å nøyaktig bestemme tidsgrensene for masseutryddelsen på slutten av krittperioden, har denne hypotesen mistet grunnlaget.
Nå er det veldig viktig at forskere klarte å sammenligne de nøyaktige datoene for fallet til asteroiden (og ikke dens fjerne spor), den mest massive utryddelsen og vulkanutbrudd.
Bekreftelse av tidspunktet for asteroidefallet
Og akkurat nå kommer et nytt prosjekt for å utforske krateret Chicxulub, ledet av University of Texas og King's College London.
I tillegg til å løse andre vitenskapelige problemer, planlegger forskere å bestemme alderen på steiner som er smeltet som et resultat av virkningen av Chicxulub-asteroiden, så vel som bergarter dannet under påvirkning av en mindre asteroide som falt i krittiden på Ukrainas territorium, og som et resultat av Deccan-utbruddene. Prosjektforskerne har bekreftet at de har til hensikt å bruke argon-argon og uran-bly-dateringsmetoder med høy presisjon ved å bruke nøyaktig kalibrerte EARTHTIME markørelementer.
Hvis forskere er i stand til å hente ut passende steinprøver, kan dette prosjektet bidra til å løse forskjellene som har pågått siden 1980-tallet.
