Кой е убил петролните динозаври, разбира се; (Актуализирано 2) Сътрудници
Пет големи масови изчезвания са признати в историята на геологията [I] . Най-известният (и най-добре проучен) се е състоял преди около 66 милиона години (Ма) [Ii], в края на Кредовия период, когато динозаврите и две трети от всички морски животни бяха елиминирани, създавайки биологична ниша за развитие на бозайниците, увенчана с окончателното появяване на Homo Sapiens.
Масовото и внезапно изчезване на динозаврите породи естествен въпрос сред специалистите (геолози, биолози), към който бяха добавени хора, интересуващи се от научно образование: Кой/какво е убил динозаврите? Филми като Джурасик парк или Земята преди времето популяризират темата, усилват чувството на удивление пред тези впечатляващи създания и вдигат летвата на любопитството.
Въпросът в заглавието на статията е получил много отговори с течение на времето, от 1825 г. до днес (формулирани над 50 хипотези, според статия от синтеза от 1990 г.)! iii ). Причините за изчезването на динозаврите биха били биотичен (метаболитни нарушения, психични разстройства, расова сенилност, ортогенеза, финализъм, съревнование с други животни, хищници или флорални промени) и абиотичен, представени от земни явления (климатични промени, атмосферни промени, океански и топографски промени, земни катастрофи като насилствен вулканизъм и др.) и извънземни явления (слънчеви петна, космическа радиация, разрушаване на озоновия слой, въздействието на астероид и др.).
С почти единодушно одобрение от специалисти, последната причина - въздействието на астероид - днес се счита за катастрофа, отговорна за масовото и внезапно изчезване на динозаврите преди 66 млн. Години. Тази хипотеза е предложена през 1980 г. от четирима учени от университета в Бъркли и лабораторията „Лорънс Бъркли“, водени от физика Луис Алварес, нобелов лауреат през 1968 г., и неговия син, геолога Уолтър Алварес (Фигура 1) [Iv] .
Според хипотезата на Алварес, астероид с диаметър приблизително 10 км се срутиха в района Чиксулуб на северния полуостров Юкатан (Мексико), създавайки кратер с диаметър приблизително 180 км и дълбочина 20 км (Фигура 2). Оценява се, че енергията на удара е над милиард пъти по-голяма от тази на двете атомни бомби, хвърлени в Хирошима и Нагасаки през 1945 г., а изхвърлените материали са оценени на 200 000 км ^ 3.
Основният геохимичен показател за въздействието на астероида са високите концентрации на елемента иридий - над 8 пъти над нивото на земята. Изследванията на екипа на Бъркли, започнали с доказателства в Северна Италия (Фигура 1), по-късно се разпространяват по целия свят, потвърждавайки, че обогатяването на скалите с иридий е планетарно събитие преди 66 млн. Години.
Основният летален механизъм, който е причинил изчезването на динозаврите, е, според семейство Алварес, образуването на аерозоли със сярна киселина, кондензирани в стратосферата от частици, пръскани и изхвърляни при удар. Аерозолите затъмняваха небето за дълги периоди от време, причинявайки значително намаляване на процеса на фотосинтеза, условия, близки до глобална слана (нещо подобно на концепцията за "ядрена зима") и киселинни дъждове. Към този първи смъртоносен механизъм могат да се добавят мега-цунами, които биха преминали през целия Мексикански залив, достигайки чак до Тексас и Флорида, огромни пожари, колосални ударни вълни, произвеждащи планетарни земетресения и катастрофални вулканични изригвания.
Неотдавнашно проучване [v], публикувано в списанието Scientific Reports от група японски изследователи от университета Тохуку и Института за метеорологични изследвания предлага друг „убиец“ на динозаврите: масло!
Авторите оспорват ролята на сярните аерозоли в стратосферата, като твърдят, че ако случаят е такъв, крокодилите и другите животни биха загинали точно като динозаврите. Последните експерименти с въздействие и изчисления на модели показаха, че кондензираните аерозоли със сярна киселина не могат да се образуват и продължават дълго след въздействието на астероид.
Вместо това японски изследователи предполагат, че основната роля в потъмняването на слънцето е изиграна от сажди, получени от изгарянето на огромни количества суров петрол в кратера и района на Чиксулуб. Техните изчисления показват, че облаците сажди (достигайки 2,6 милиарда тона) намаляват слънчевата светлина с 85% и отслабват хидрологичния цикъл, което води до рязък спад на валежите с 80%. Тези две събития, взети заедно, оказаха силно въздействие върху растежа на растенията (чрез намаляване на фотосинтезата и разпадането на океанската хранителна верига), което доведе до драстично ограничаване на избора на храна за динозаврите. В допълнение, саждите биха охладили Земята с 10-18 ° C само за 3 години, а температурата на повърхностните води на океана щеше да спадне със 7 ° C. Искам да кажа, имаше мини заледяване!
„Пушката за пушене“ за японски изследователи бяха високите концентрации на полиароматични въглеводороди (коронен, бензо (д) пирен, бензо (g, h, i) перилен), присъстващи в сажди и открити/измерени в пластове от границата на KT (Креда -Terciary) от Хаити и Испания. Произходът на саждите може да се отдаде на природни пожари и/или непълно изгаряне на петролни въглеводороди. Авторите на изследването са използвали констатацията, че повечето частици сажди от съвременните пожари се инжектират в тропосферата, но не и в стратосферата. След това те използваха геохимичен параметър, Carbon Preferencial Index (CPI), за да разграничат двата възможни източника на сажди, като заключиха, че изгарянето на петрол е основният източник на аерозоли, с опустошителни ефекти върху големите живи същества 66 Аз.
Където е имало масло по времето на динозаврите?
Проби от скали, извлечени от кратера Chicxulub, показват наличието на петролни глини, подобни на тези, добивани днес чрез хидравлично разбиване, напр. в Тексас (глина Eagleford) или Северна Дакота (глина Bakken). Количеството масло и други органични вещества в ударния кратер не е известно, тъй като той изгаря напълно. Но брекчиите с удар при границата на KT в басейна на Кантарел - най-голямото петролно поле в Мексико в близост до кратера, съдържат огромни количества суров петрол, получен от находища в късната юра (около 90 млн. Години по-стари от тези в зоната на удара). ). Това е косвено доказателство за наличието на големи количества въглеводороди в скалите, засегнати в късната креда. По време на удара суровият петрол е изгорен, за което свидетелства наличието на въглеродни ценосфери в Канада, Дания и Нова Зеландия [Vi] .
Вместо заключения
Струва ми се щастлива случайност, че петролът изигра двойна роля в еволюцията на човечеството: от една страна, бидейки „убиецът“ на динозаврите, той веднага създаде биологичната ниша и успешно заета от бозайници, чиито последни представители сме; от друга страна, петролът беше основната енергия, която движеше и движи съвременната човешка цивилизация. [идваш ли]
Като спекулация може да се каже, че добивът на петрол и неговото постепенно изгаряне е застрахователна полица срещу ново катастрофално въздействие, произведено от бъдещ астероид, нетърпелив да се сблъска със Земята. Така че, моля, по-лесно с масло по стълбите на екологията!
Ами ако астероидът удари планетата в район с по-малко петрол?
Бързите изчисления предполагат, че ефектите от въздействието биха били много по-малко опустошителни (около една трета) от това, което се е случило преди 66 млн. Години. Дали би било възможно динозаврите да оцелеят с нас? Не знам. Но ако не беше петролът, днес със сигурност нямаше да имаме автомобили. Може би просто домашен любимец, като Дино прозавроподът в известния филм „Флинтстоуните“ !
Внезапно изчезване на динозаври: Последици от спора Cuvier vs. Дарвин
От петте основни изчезвания, признати от геологията и биологията, само последното настъпи внезапно (в мащаба на геологичното време), като по този начин се характеризира като катастрофално изчезване. Тази ситуация постави под въпрос един по-стар научен спор, този между Жорж Кювие и Чарлз Дарвин.
Още през 1812 г. Жорж Кювие („бащата на палеонтологията“) демонстрира, че изучаваните от него вкаменелости имат четири основни характеристики, което ги прави по принцип несъвместими с постепенността: застой, внезапната поява на изкопаеми форми, внезапното изчезване на изкопаемите форми и липсата на рядкост. ) преходни форми. Въз основа на тези открития Кювие съобщава, че вероятно е имало големи катастрофи в историята на Земята, които са накарали цели групи видове изведнъж да изчезнат от скалите и да бъдат заменени също толкова внезапно от нови групи, които са заселили отново планетата. Тези съображения са в основата на теорията за катастрофизма.
Основният проблем в този случай е, че катастрофални изчезвания и внезапни творения се случват извън нормалния обхват на човешкия опит, което затруднява научното разследване. За човешкия живот и за науката като цяло би било много по-просто и по-удобно, ако геоложките и палеонтологичните промени могат да бъдат резултат от постепенни, предсказуеми, еднородни еволюции през огромни периоди от време.
Тази цел е изпълнена през 1830 г. (две години преди смъртта на Кувие), когато адвокатът-геолог Чарлз Лайъл публикува „Принципи на геологията“, който въвежда строг униформитаризъм като основа на геологията. Девизът на униформитаризма - настоящето е ключът към миналото - е триумфиращ, тъй като с такъв ключ под ръка геологията по принцип може да „отключи“ всички тайни на природата. Нещо повече, геолозите сега имат силна мотивация да интерпретират съществуващите геоложки доказателства съгласно новото правило, издадено от Лайъл, правило, което пренебрегва катастрофите и внезапните творения като валидни научни обяснения.
Протежето на Лайъл Чарлз Дарвин разшири своята логика и към биологията. Според класическата си работа от 1859 г. - Произходът на видовете - Дарвин смята, че биологичните видове не се появяват и изчезват (почти) моментално, а се развиват постепенно, стъпка по стъпка, от ранни до зрели форми, натрупвайки по пътя малки благоприятни вариации от естествен подбор. В резултат на това видовете намаляват и изчезват също толкова постепенно, поради конкуренция с модифицирано потомство или по-ефективни видове в процеса на адаптация, оцеляване и размножаване. Накратко, ако Дарвин е прав, както създаването, така и изчезването на видовете става чрез бавното и постоянно действие на три сили - размножаване, наследяване и съревнование.
Поради тази логика Дарвин пренебрегна теорията на Кувие за периодичните катастрофи, като каза, че, напротив, "има основание да се смята, че пълното изчезване на видове в група обикновено е по-бавен процес от тяхното създаване". Както писах по-рано, тази основна позиция на Дарвин е чисто теоретична, без пълно покритие във фосилни доказателства. Този, който изучава работата си от 1859 г., намира само един пасаж за внезапно изчезване на даден вид: това са амонитите (древни мекотели), които са изчезнали заедно с динозаврите и други 78% от видовете, съществуващи в края на Креда поради астероида Chicxulub. Тъй като е само любител геолог, без професионализма на Кувие, Дарвин може да предложи като обяснение за пълното унищожаване на амонитите само невинно възклицание: „чудесно внезапно“.
Нещо повече, Дарвин използва съзнателна реторика, за да дискредитира катастрофизма на Кювие (напр. Въпреки това толкова дълбоко е нашето невежество и толкова високо нашето предположение, че се чудим, когато чуем за изчезването на органично същество: и докато не виждаме причината, поради която се позоваваме на катаклизми, за да опустошим света ...). С други думи, според своята идеология, Дарвин смята, че геолозите от типа Кувие, които приписват изчезването на катастрофи, доказани чрез разумни интерпретации на вкаменелости, са били бедни невежи хора, тъй като не са знаели високата логика на естествения подбор.
Преподаването в училищата и факултетите на теорията за еволюцията чрез естествен подбор, като част от учебния канон, кара поколения след поколения геолози (и биолози) да го приемат без мрънкане и призиви. Всеки опит, дори плах, да изрази някакво съмнение, веднага се категоризира като политически некоректен. Веднага се превръщате в пария или отрицател на Холокоста!
Тогава не би трябвало да е изненада, че когато през 1980 г. е публикувана теорията на Алварес, с която Кювие е бил напълно отмъстен за спора за Дарвин, геолозите и палеонтолозите са били объркани и в началото яростно са отричали възможността за катастрофално, неортодоксално изчезване. Дарвиниан: Няма такова нещо! (като селянина на Марин Преда, който за пръв път вижда жираф в зоопарка).
Образовани в училището на Лайъл и Дарвин, палеонтолозите първоначално реагираха с ужас и дълбоко недоверие. Но след десет години непрекъснато натрупване на нови и нови доказателства за космическата катастрофа 66 Ma, която внезапно унищожи повече от две трети от съществуващите видове, беше получено (почти) единодушие: Да, еволюцията на живота на тази земя може да бъде прекъсната. на катастрофи, противно на политически коректния канон. И не мисля, че някой днес се съмнява във визията на Кювие.
Перифразирайки Джон Ф. Кенеди, бих казал, че в науката, както и във войната, победата има много бащи; поражението винаги остава сираче.
Какво мислеше Дарвин за изчезването?
За читатели, които не са чели опуса на Дарвин от 1859 г. - Произходът на видовете - възпроизвеждам по-долу четирите му възгледи за ролята на изчезването в еволюцията на живота.
1. Изчезването на видовете е ставало постепенно и непрекъснато [s.m.], през цялата история на живота на Земята.
2. Внезапните изчезвания на много видове, които сега се наричат масови изчезвания, не са настъпили.
Въпреки че неговият наставник, юристът-геолог Чарлз Лайъл, беше споменал планетарната катастрофа на границата Креда-Третица още през 1830 г., Дарвин беше убеден (и след него армия от верни потомци), че „такова нещо не съществува“ (Марин Преда) и че внезапното изчезване на видове от изкопаеми данни се дължи изключително на „крайното несъвършенство на геоложките данни“.
Подобно на наставника си Лайъл, Дарвин беше презрителен (иронично, саркастично) към онези, които, подобно на Жорж Кювие, смятаха, че изчезването е катастрофално:
Толкова дълбоко е нашето невежество и толкова висока наша презумпция,
че се чудим, когато чуем за изчезването на
органично същество; и тъй като не виждаме причината, ние се позоваваме
катаклизми за запустяване на света или измисляне на закони за
продължителност на формите на живот!
3. Изчезването на видовете обикновено, макар и не винаги, се дължи на загубата на конкуренция с тази на вида. Тоест изчезването има биологични причини, а не физически. [S.M.]
4. Изчезването на видовете и по-големите групи е тясно свързано с бавния и дълъг процес на естествен подбор, като по този начин се превръща в основен компонент на прогреса на еволюцията.
Дарвин полага големи грижи, за да отхвърли всяка възможност за поредица от природни бедствия, причиняващи внезапно изчезване, като по този начин решаващо влияе върху развитието на живота на Земята. Неговите премеждия за катастрофизма на Жорж Кювие, който би преобърнал собствената си теория, стигнаха дотам, че в първото издание на Произхода на видовете - думата изчезване не е включена в.
Допълнителни подробности и представителни цитати за представените по-горе четири гледни точки могат да бъдат прочетени в
Raup, D. M., 1994, Ролята на изчезването в еволюцията, Proc. Natl. Акад. Sci. САЩ, том 91, стр. 6758-6763
Фигура 1. (вляво) Луис и Валтер Алварес пред границата Креда-Третичен (KT) в Губио, Италия, 1981 г. (вдясно) Две доказателства за метеорно въздействие: обогатен с иридий глинен слой и „шокирани“ кварцови фрагменти поради удар . Източник
Фигура 2. Районът Chicxulub, в северния полуостров Юкатан в Мексиканския залив, с кръгла зона с диаметър около 180 км, е добър кандидат за местоположението на въздействието на астероида, който сега е 66 Ma. Фигурата вдясно илюстрира измервания на гравитационното поле, които могат да открият пръскани скали с ниска плътност (синьо) и незасегнати скали с висока плътност (зелени и жълти). Адаптация по източник.
ii По-точната цифра е 65,5 млн
iii Benton, M. J., 1990. Научни методологии в сблъсък: историята на изследването на изчезването на динозаврите, Evolutionary Biology, том 24, стр. 371-400
iv Alvarez, L. W. et al., 1980, Извънземна причина за изчезването на Креда-третично, Наука, том 208, № 4448, стр. 1095-1108
v Kaiho, K. et al., 2016, Глобално изменение на климата, предизвикано от сажди на границата K-Pg като причина за масово изчезване, Nature Scientific Reports | 6: 28427 | DOI: 10.1038/srep28427
vi Harvey, M. C., et al., 2008, Изгаряне на изкопаеми органични вещества на границата Кредо-палеоген (K-P), Геология, том 36, стр. 355–358
Библиография за актуализация:
Raup, D. M., 1991, Bad Genes или Bad Luck?, Въведение от Стивън Джей Гулд, W. W. Norton and Company Ltd., Ню Йорк, 210 стр.
Джонсън, П. Е., 1992, Изчезването на дарвинизма, Атлантическия океан, февруари 1992
Raup, D. M., 1994, Ролята на изчезването в еволюцията, Proc. Natl. Акад. Sci. САЩ, том 91, стр. 6758-6763