Гипотеза Альвареса утверждает, что массовое вымирание нептичьих динозавров и многих других живых существ во время мел-палеогенового вымирания было вызвано ударом большого астероида о Землю . До 2013 года обычно считалось, что это произошло около 65 миллионов лет назад, но Ренне и его коллеги (2013) дали обновленное значение в 66 миллионов лет. [1] Доказательства указывают на то, что астероид упал на полуострове Юкатан , в Чиксулубе, Мексика . Гипотеза названа в честь команды отца и сына ученых Луиса и Вальтера Альвареса , которые впервые предложили ее в 1980 году. Вскоре после этого, и независимо, то же самое предложил голландский палеонтолог Ян Смит . [2]
В марте 2010 года международная группа ученых одобрила гипотезу астероида, в частности, удара Чиксулуба , как причины вымирания. Группа из 41 ученого пересмотрела научную литературу за 20 лет и при этом также исключила другие теории, такие как массивный вулканизм. Они определили, что космический камень диаметром 10–15 км (6–9 миль) врезался в Землю в Чиксулубе. Для сравнения, марсианская луна 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 в миллиард раз больше энергии атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки . [3]
Проект бурения в 2016 году в пиковое кольцо кратера решительно поддержал гипотезу и подтвердил различные вопросы, которые были неясны до этого момента. К ним относится тот факт, что пиковое кольцо состояло из гранита (горной породы, обнаруженной глубоко в Земле), а не типичной породы морского дна, которая была потрясена, расплавлена и выброшена на поверхность за считанные минуты, и доказательства колоссального движения морской воды непосредственно после этого из песчаных отложений. Что важно, керны также показали почти полное отсутствие гипса , сульфатсодержащей породы, которая могла бы испариться и рассеяться в виде аэрозоля в атмосфере, что подтверждает наличие вероятной связи между воздействием и глобальными долгосрочными последствиями для климата и пищевой цепи.
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, обнаруженные по всему миру на границе мелового и палеогенового периодов (граница K–Pg, ранее называвшаяся границей мелового и третичного периодов или границей K–T), содержат концентрацию иридия в сотни раз больше нормы. [4]
Ранее, в публикации 1953 года, геологи Аллан О. Келли и Фрэнк Дахилл проанализировали глобальные геологические свидетельства, предполагающие, что один или несколько гигантских астероидов столкнулись с Землей, вызвав угловое смещение ее оси, глобальные наводнения, огненные бури, атмосферную окклюзию и вымирание динозавров . [5] [6] Были и другие более ранние предположения о возможности события столкновения, но без убедительных подтверждающих доказательств. [7]
Когда команда Альвареса разрабатывала свою гипотезу, место падения было неизвестно, но позже ученые обнаружили кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан , который теперь считается вероятным местом падения. [4]
Пол Ренне из Геохронологического центра Беркли сообщил, что дата падения астероида составляет 66 038 000 лет назад, плюс-минус 11 000 лет, на основе датирования Ar-Ar . Он также 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 доказательства из ископаемого места в Северной Дакоте , которые, по словам авторов, представляют собой «моментальный снимок» событий после столкновения астероида, «включая аккрецию выброса и массовую гибель фауны». [9] Команда обнаружила, что тектиты , усеявшие эту область, присутствовали в янтаре, найденном на месте, а также были внедрены в жабры примерно 50 процентов ископаемых рыб. Им также удалось найти следы иридия. Авторы, среди которых Уолтер Альварес, предполагают, что удар от удара, эквивалентный землетрясению магнитудой 10 или 11, мог привести к сейшам , колебательным движениям воды в озерах, заливах или бухтах, которые достигли бы места в Северной Дакоте в течение нескольких минут или часов после удара. Это привело бы к быстрому захоронению организмов под толстым слоем осадка. Соавтор Дэвид Бернхэм из Университета Канзаса заявил: «Их не раздавило, это как лавина, которая обрушивается почти как жидкость, а затем застывает как бетон. Они погибли довольно внезапно из-за силы этой воды. У нас есть одна рыба, которая ударилась о дерево и была сломана пополам». [10]
Согласно исследованию окаменелых костей рыб с высоким разрешением, опубликованному в 2022 году, астероид мелового-палеогенового периода, вызвавший массовое вымирание, упал весной в Северном полушарии. [11] [12] [13]
Хотя статья 2010 года, опубликованная в журнале Science , в которой говорилось, 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 сосредоточилась 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 траппов Декана была впервые предложена в 1978 году геологом Дьюи Маклином, но быстро утратила актуальность. [14] [16] Траппы Декана — это область вулканических базальтов в Западной Индии, охватывающая ~1,3 миллиона квадратных километров, которые были созданы массивной вулканической активностью в тот же период времени, когда произошло столкновение Чиксулуб. [17] До исследований Келлер временные рамки извержений траппов Декана имели значительно большой диапазон ошибок, что затрудняло получение однозначных выводов относительно их связи с вымиранием K-Pg. [17] [16] В отчете 2014 года Келлер и ее коллеги использовали геохронологию циркона по урану и свинцу , чтобы более точно определить извержения как произошедшие как в пределах одного миллиона лет, так и примерно за 250 000 лет до границы K-Pg. [17] Келлер дополнительно определила, что температура океана поднялась на семь-девять градусов по Цельсию в течение самого значительного периода извержений Декана. [18] Наряду с закислением океана , уменьшением озонового слоя, кислотными дождями и выбросом вредных газов, она утверждает, что эти условия были достаточными, чтобы инициировать массовое вымирание. [14] [17]
Келлер специально отвергла гипотезу Альвареса, указав на доказательства, которые она собрала в кратере Чиксулуб в 2009 году, показывающие, что двадцать дюймов осадка разделяют удар и вымирание. Открытие предполагает, что удар произошел за 200 000–300 000 лет до вымирания K-Pg, период слишком большой, чтобы их можно было сопоставить. [14] [15] Это, однако, контрастирует с диапазоном в 33 000 лет, определенным Полом Ренне в 2015 году, [19] [20], а также с более поздним утверждением о том, что цунами, вызванное ударом, создало необычный слой осадка. Келлер дополнительно утверждает, что удар не нанес такого большого экологического ущерба, как широко принято считать, [15] и она определила, что многие виды фораминифер начали исчезать задолго до того, как произошло ударное событие. [14] Ее проект 2009 года показал, что 52 вида, обнаруженные в отложениях до удара, присутствовали и в отложениях после него, что позволяет предположить, что удар вызвал минимальное вымирание. [15] [18]
Более поздняя теория, объединяющая как вулканизм Декана, так и гипотезу удара, была разработана группами в Калифорнийском университете в Беркли под руководством Пола Ренне и Марка Ричардса. Эта теория предполагает, что сам удар спровоцировал самый интенсивный период извержений Декана, оба из которых имели разрушительные последствия, способствовавшие вымиранию K-Pg. [14] [21] [20] Ренне и Ричардс подсчитали, что удар Чикскулуба был способен вызвать сейсмическую активность, достаточно сильную, чтобы инициировать вулканические извержения. [19] [21] [20] Они определили, что самый большой период вулканических извержений Декана, или подгруппа Вай, произошел через 50 000–100 000 лет после удара Чикскулуба, что согласуется с теоретическими прогнозами, моделирующими продолжительность времени, после которого должны произойти извержения. [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 относительно причины вымирания K-Pg оказались чрезвычайно спорными среди исследователей, и устойчивость их интенсивности принесла им прозвище «войны динозавров». Критика необычайно резка, направлена не только на результаты исследований, но и на авторитет и честность самих ученых. Словесные обвинения были брошены как многими выдающимися исследователями, включая Герту Келлер и Луиса Альвареса, так и в их адрес, что препятствовало гражданским дебатам и в некоторых случаях угрожало карьере. [14] Уолтер Альварес является активным членом команды Калифорнийского университета в Беркли, исследующей связь между вулканизмом Декана и ударом Чиксулуб. [19] [20]
В 2016 году в рамках научного проекта по бурению было проведено глубокое бурение в пиковом кольце ударного кратера Чиксулуб , чтобы получить образцы керна породы от самого удара. Открытия широко рассматривались как подтверждение современных теорий, связанных как с ударом кратера, так и с его последствиями. Они подтвердили, что порода, составляющая пиковое кольцо, подверглась огромному давлению и силам и была расплавлена огромным теплом и потрясена огромным давлением из своего обычного состояния в свою нынешнюю форму всего за несколько минут; тот факт, что пиковое кольцо было сделано из гранита, также имел значение, поскольку гранит не является породой, встречающейся в отложениях морского дна, он берет свое начало гораздо глубже в Земле и был выброшен на поверхность огромным давлением удара; что гипс , сульфатсодержащая порода, которая обычно присутствует на мелководном морском дне региона, была почти полностью удалена и, следовательно, должна была почти полностью испариться и попасть в атмосферу, и что за этим событием немедленно последовало огромное мегацунами (массовое перемещение морских вод), достаточное для того, чтобы отложить самый большой известный слой песка, разделенный по размеру зерен, непосредственно над пиковым кольцом.
Они решительно подтверждают гипотезу о том, что ударник был достаточно большим, чтобы создать 120-мильное пиковое кольцо, расплавить, ударить и выбросить гранитный фундамент из средней коры глубоко внутри Земли, создать колоссальные движения воды и выбросить огромное количество испаренной породы и сульфатов в атмосферу, где они могли бы сохраняться в течение длительного времени. Это глобальное рассеивание пыли и сульфатов привело бы к внезапному и катастрофическому воздействию на климат во всем мире, большим перепадам температур и опустошило бы пищевую цепочку . [22] [23]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )