Гипотеза Альвареса утверждает, что массовое вымирание нептичьих динозавров и многих других живых существ во время мел-палеогенового вымирания было вызвано столкновением большого астероида с Землей . До 2013 года обычно считалось, что это произошло около 65 миллионов лет назад, но Ренне и его коллеги (2013) дали обновленную оценку в 66 миллионов лет. [1] Имеющиеся данные указывают на то, что астероид упал на полуострове Юкатан , в Чиксулубе, Мексика . Гипотеза названа в честь команды учёных отца и сына Луиса и Вальтера Альваресов , которые впервые предложили её в 1980 году. Вскоре после этого, независимо, то же самое было предложено голландским палеонтологом Яном Смитом . [2]
В марте 2010 года международная группа ученых подтвердила гипотезу об астероиде, в частности о столкновении с Чиксулубом , как о причине вымирания. Команда из 41 учёного проанализировала научную литературу за 20 лет и при этом исключила другие теории, такие как массивный вулканизм. Они определили, что космическая скала диаметром 10–15 км (6–9 миль) врезалась в Землю в Чиксулубе. Для сравнения, марсианский спутник Фобос имеет диаметр 22 км (14 миль), а гора Эверест — чуть менее 9 км (5,6 миль). Столкновение высвободило бы ту же энергию, что и 100 000 000 мегатонн тротила (4,2 × 10 23 Дж), что более чем в миллиард раз превышает энергию атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки . [3]
Проект бурения вершинного кольца кратера в 2016 году убедительно подтвердил эту гипотезу и подтвердил различные вопросы, которые до этого момента были неясны. К ним относятся тот факт, что кольцо пика состояло из гранита (камня, найденного глубоко в недрах Земли), а не типичной породы морского дна, которая была потрясена, расплавлена и выброшена на поверхность за считанные минуты, а также свидетельства колоссального движения морской воды непосредственно после этого из залежи песка. Важно отметить, что керны также показали почти полное отсутствие гипса , сульфатсодержащей породы, которая испарилась и рассеялась в виде аэрозоля в атмосфере, подтверждая наличие вероятной связи между ударом и глобальными долгосрочными последствиями. на климат и пищевую цепочку.
В 1980 году группа исследователей под руководством лауреата Нобелевской премии по физике Луиса Альвареса , его сына, геолога Уолтера Альвареса и химиков Фрэнка Асаро и Хелен Вон Мишель , обнаружила, что осадочные слои встречаются по всему миру на границе мела и палеогена (К Граница –Pg, ранее называвшаяся границей мел-третичного периода или граница K-T) содержат концентрацию иридия в сотни раз большую, чем обычно . [4]
Ранее в публикации 1953 года геологи Аллан О. Келли и Фрэнк Дачилль проанализировали глобальные геологические данные, предполагающие, что один или несколько гигантских астероидов столкнулись с Землей, вызвав угловой сдвиг ее оси, глобальные наводнения, огненные бури, атмосферную окклюзию и исчезновение динозавры . [5] [6] Ранее высказывались и другие предположения о возможности столкновения, но без убедительных подтверждающих доказательств. [7]
Когда команда Альвареса разработала свою гипотезу, место удара было неизвестно, но позже ученые обнаружили кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан , который теперь считается вероятным местом удара. [4]
Пол Ренн из Геохронологического центра Беркли сообщил, что дата астероидного события — 66 038 000 лет назад, плюс-минус 11 000 лет, на основе датировки Ar-Ar . Далее он утверждает, что массовое вымирание динозавров произошло в течение 33 000 лет после этой даты. [8]
В апреле 2019 года в PNAS была опубликована статья, в которой описываются свидетельства из места окаменелостей в Северной Дакоте , которые, по словам авторов, дают «моментальный снимок» событий после столкновения с астероидом, «включая накопление выбросов и массовую гибель фауны». [9] Команда обнаружила, что тектиты , которыми был покрыт этот район, присутствовали в янтаре , найденном на этом месте, а также были встроены в жабры примерно 50 процентов ископаемых рыб. Им также удалось найти следы иридия. Авторы, в число которых входит Уолтер Альварес, предполагают, что шок от удара, эквивалентный землетрясению силой 10 или 11 баллов, мог привести к сейшам , колебательным движениям воды в озерах, заливах или заливах, которые достигли бы места в Северная Дакота через несколько минут или часов после удара. Это привело бы к быстрому захоронению организмов под толстым слоем осадков. Соавтор Дэвид Бёрнем из Канзасского университета сказал: «Они не раздавлены, это похоже на лавину, которая обрушивается почти как жидкость, а затем затвердевает, как бетон. Они были убиты довольно внезапно из-за жестокости этой воды. У нас есть одна рыба ударилась о дерево и разломилась пополам». [10]
Согласно исследованию окаменелых рыбьих костей с высоким разрешением, опубликованному в 2022 году, астероид мел-палеогенового периода, вызвавший массовое вымирание, упал весной в Северном полушарии. [11] [12] [13]
Хотя статья 2010 года, опубликованная в журнале Science , в которой утверждалось, что вымирание динозавров было вызвано Чиксулубом, была написана в соавторстве с 41 ученым, десятки других ученых подвергли сомнению как методы статьи, так и ее выводы. Ведущим критиком гипотезы Альвареса является Герта Келлер , которая сосредоточила внимание на вулканизме Деканских траппов как на вероятной причине более постепенного вымирания. [14] Несмотря на то, что гипотеза Альвареса пользуется подавляющей поддержкой научного сообщества, [15] Келлер продолжает выступать за исследования альтернативных теорий. [14]
Теория деканских ловушек была впервые предложена в 1978 году геологом Дьюи Маклином, но быстро потеряла свою актуальность. [14] [16] Деканские ловушки — это область базальтовых вулканических наводнений в Западной Индии площадью около 1,3 миллиона квадратных километров, образовавшаяся в результате массивной вулканической активности в тот же период времени, когда произошло воздействие Чиксулуб. [17] До исследования Келлера временные рамки извержений Деканских траппов имели значительно большой диапазон ошибок, что затрудняло выводы об их связи с вымиранием K-Pg. [17] [16] В отчете 2014 года Келлер и ее коллеги использовали геохронологию уран-свинцово-цирконов , чтобы более точно определить, что извержения происходили как в течение одного миллиона лет, так и примерно за 250 000 лет до границы K-Pg. [17] Келлер дополнительно определил, что температура океана повысилась на семь-девять градусов по Цельсию во время наиболее значительного периода извержений Декана. [18] Наряду с закислением океана , сокращением озона, кислотными дождями и выбросом вредных газов, она утверждает, что этих условий было достаточно, чтобы инициировать массовое вымирание. [14] [17]
Келлер категорически отвергла гипотезу Альвареса, указав на доказательства, которые она собрала в кратере Чиксулуб в 2009 году и которые показывают, что удар от вымирания отделяет двадцать дюймов отложений. Открытие предполагает, что воздействие произошло за 200 000–300 000 лет до вымирания K-Pg, период слишком большой, чтобы их можно было коррелировать. [14] [15] Однако это контрастирует с диапазоном в 33 000 лет, определенным Полем Ренном в 2015 году, [19] [20] , а также с более поздним утверждением о том, что цунами, вызванное ударом, создало необычный слой отложений. Келлер также утверждает, что воздействие не нанесло такого большого экологического ущерба, как широко распространено мнение, [15] и определила, что многие виды фораминифер начали сокращаться задолго до того, как произошло столкновение. [14] Ее проект 2009 года показал, что 52 вида, обнаруженные в отложениях до удара, присутствовали и в отложениях после него, что позволяет предположить, что воздействие вызвало минимальное вымирание. [15] [18]
Более поздняя теория, сочетающая как вулканизм Декана, так и гипотезу удара, была разработана группами из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Пола Ренна и Марка Ричардса. Эта теория предполагает, что удар сам по себе спровоцировал наиболее интенсивный период извержений Декана, оба из которых имели разрушительные последствия, способствовавшие вымиранию K-Pg. [14] [21] [20] Ренн и Ричардс подсчитали, что удар Чикскулуб был способен вызвать сейсмическую активность, достаточно сильную, чтобы инициировать извержения вулканов. [19] [21] [20] Они определили, что самый большой период извержений вулканов Декана, или подгруппы Вай, произошел через 50 000–100 000 лет после воздействия Чикскулуба, что согласуется с теоретическими предсказаниями, моделирующими продолжительность времени, по истечении которого должны произойти извержения. происходить. [20] [19] Группа также подтвердила, что продолжительность времени между вымиранием и последующим биологическим восстановлением соответствовала продолжительности вулканической активности Декана, предполагая, что извержения приостановили восстановление морских экосистем, разрушенных в результате воздействия. [21]
Дебаты о причине вымирания K-Pg оказались чрезвычайно противоречивыми среди исследователей, а устойчивость их интенсивности принесла им прозвище «войны динозавров». Критика необычайно резка и направлена не только против результатов исследований, но и против авторитета и честности самих ученых. Устные обвинения выдвигались как многими видными исследователями, так и в их адрес, включая Герту Келлер и Луиса Альвареса, что препятствует гражданским дебатам и в некоторых случаях ставит под угрозу карьеру. [14] Уолтер Альварес — активный член команды Калифорнийского университета в Беркли, исследующей связь между вулканизмом Декана и воздействием Чиксулуба. [19] [20]
В 2016 году в рамках проекта научного бурения было пробурено глубокое кольцо пика ударного кратера Чиксулуб , чтобы получить образцы керна горной породы самого удара. Открытия были широко восприняты как подтверждение существующих теорий, связанных как с воздействием кратера, так и с его последствиями. Они подтвердили, что порода, составляющая кольцо пика, подверглась огромному давлению и силам, была расплавлена под воздействием огромного тепла и потрясена огромным давлением из своего обычного состояния в нынешнюю форму всего за несколько минут; Тот факт, что кольцо вершины было сделано из гранита, также имел большое значение, поскольку гранит не является породой, встречающейся в отложениях морского дна, он зарождается гораздо глубже в Земле и был выброшен на поверхность огромным давлением удара; что гипс , сульфатсодержащая порода, которая обычно присутствует на мелководном морском дне этого региона, был почти полностью удален и, следовательно, почти полностью испарился и попал в атмосферу, и что за этим событием сразу же последовало огромное мегацунами ( массивное движение морских вод), достаточное для того, чтобы отложить самый большой из известных слоев песка, разделенных по размеру зерен, прямо над кольцом пика.
Это убедительно подтверждает гипотезу о том, что ударник был достаточно большим, чтобы создать пиковое кольцо длиной 120 миль, расплавить, сотрясти и выбросить гранит фундамента из средней коры глубоко в недра Земли, создать колоссальные движения воды и выбросить огромное количество воды. испаренных пород и сульфатов в атмосферу, где они сохранялись бы в течение длительного времени. Такое глобальное распространение пыли и сульфатов привело бы к внезапному и катастрофическому воздействию на климат во всем мире, к большим падениям температуры и разрушению пищевой цепи . [22] [23]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )