Ipoteza Alvarez

Luis , stânga, și fiul său Walter Alvarez , dreapta, la Limite K-Pg din Gubbio , Italia, 1981

Ipoteza lui Alvarez speculează că dispariția în masă a dinozaurilor și a multor alte viețuitoare în timpul evenimentului de extincție Cretacic-Paleogen a fost cauzată de impactul unui asteroid mare pe Pământ . Înainte de 2013, se credea că acest lucru s-a întâmplat în urmă cu aproximativ 65 de milioane de ani, dar Paul Renne de la Berkeley Geochronology Center în 2013 a furnizat o valoare actualizată de 66 de milioane de ani. ^[1] Dovezile indică faptul că asteroidul a căzut pe Peninsula Yucatán din Chicxulub, Mexic . Ipoteza este numită după echipa de oameni de știință tată și fiu, Luis și Walter Alvarez , care au sugerat-o prima dată în 1980. La scurt timp după aceea, în mod independent, aceeași idee a fost sugerată de paleontologul olandez Jan Smit.

În martie 2010, un grup internațional de oameni de știință a aprobat ipoteza asteroidului, în special a impactului Chicxulub , ca fiind cauza dispariției. O echipă de 41 de oameni de știință a analizat 20 de ani de literatură științifică și, prin aceasta, a exclus alte teorii, precum și o perioadă de activitate vulcanică masivă.

Un proiect de foraj din 2016 în inelul de vârf al craterului a susținut puternic ipoteza și a confirmat diferite probleme care erau neclare până atunci. Acestea includeau faptul că inelul de vârf conținea granit (o rocă găsită adânc în Pământ), mai degrabă decât roca tipică de pe fundul mării, care fusese lovită de impact, topită și expulzată la suprafață în câteva minute și încercări. mișcarea apei prezente în depozitele de nisip. În mod esențial, probele au arătat, de asemenea, o absență aproape totală a gipsului , o rocă care conține sulfat, care ar fi vaporizată și dispersată ca aerosol în atmosferă, confirmând prezența unei legături probabile între impactul și efectele globale pe termen lung asupra climă și pe lanțul alimentar.

Istorie

În 1980, un grup de cercetători condus de fizicianul laureat al Premiului Nobel Luis Alvarez , fiul său, geologul Walter Alvarez și chimiștii Frank Asaro și Helen Vaughn Michel au descoperit că straturile sedimentare găsite în întreaga lume la limita Cretacic-Paleogen (The K - Pg, numită anterior limita Cretacic-Terțiar sau limita KT) conține o concentrație de iridiu de sute de ori mai mare decât în ​​mod normal. Iridiul este extrem de rar în scoarța terestră, deoarece este foarte dens și are o afinitate cu fierul care caracterizează elementele siderofile (vezi clasificarea Goldschmidt ), deci majoritatea s-au scufundat în miezul Pământului în primele etape ale formării Pământului. Echipa lui Alvarez a sugerat că un asteroid a lovit Pământul în momentul formării graniței Cretacic-Paleogen. ^[2] Anterior, într-o publicație din 1953, geologii Allan O. Kelly și Frank Dachille au analizat dovezi geologice globale care sugerează că unul sau mai mulți asteroizi uriași au lovit Pământul, provocând o deplasare unghiulară a axei sale, inundații globale, incendii, atmosferă ocluzia și dispariția dinozaurilor . ^{[3] [4]} Anterior, au fost avansate alte speculații cu privire la posibilitatea unui eveniment de impact, dar fără dovezi concrete care să confirme. ^[5]

Încercări

Ipoteza lui Alvarez este susținută de date privind compozițiile chimice ale meteoriților și asteroizilor condritici , care conțin o concentrație mult mai mare de iridiu decât scoarța terestră. Raportul izotop al iridiului din meteoriți este similar cu cel găsit în limita K-Pg, dar semnificativ diferit de cel găsit în restul scoarței terestre. Anomaliile izotopice ale cromului găsite în sedimentele din limita K-Pg sunt similare cu cele ale unui asteroid sau ale unei comete compuse din condrite carbonice . Boabele de cuarț șocate , sferulele de sticlă și tektitele , care indică un eveniment de impact, sunt frecvente în limita K-Pg, în special în depozitele din Caraibe. Toate aceste componente sunt încorporate într-un strat de lut, pe care echipa lui Alvarez l-a interpretat ca resturi împrăștiate în jurul lumii de impact. ^[2] Locația impactului era necunoscută atunci când echipa lui Alvarez și-a dezvoltat ipoteza, dar oamenii de știință au descoperit mai târziu craterul Chicxulub din Peninsula Yucatán , considerat acum locul probabil de impact.

Badlands lângă Drumheller , Alberta , unde eroziunea a expus limita K-Pg.

Folosind estimări ale cantității totale de iridiu din stratul K-Pg și presupunând că asteroidul conține procentul normal de iridiu găsit în condrite , echipa lui Alvarez a continuat să calculeze dimensiunea asteroidului. Răspunsul a fost de aproximativ 10 kilometri în diametru, aproximativ de mărimea Manhattanului. ^[2] Un impact atât de mare ar fi avut aproximativ energia de 100 de milioane de megatoni , care este de aproximativ 2 milioane de ori mai mare decât cea mai puternică bombă termonucleară testată vreodată. Paul Renne a raportat că evenimentul a avut loc acum 66.038.000 ± 11.000 de ani, pe baza datărilor Ar-Ar . Acesta din urmă presupune, de asemenea, că dispariția în masă a dinozaurilor a avut loc în termen de 33.000 de ani de la această dată. ^[6] În aprilie 2019, în PNAS a fost publicată o lucrare care descrie dovezi dintr-un sit paleontologic din Dakota de Nord ( Tanis ), care oferă, potrivit autorilor, un „instantaneu post-impact” al evenimentelor care au avut loc după coliziune , „între care acumularea de ejecții și moartea maselor faunistice”. ^[7] Echipa a descoperit tectite diseminate de impact în chihlimbarul găsit la locul respectiv și încorporat în branhii de aproximativ 50% din peștii fosili. De asemenea, au putut găsi urme de iridiu. Autorii, inclusiv Walter Alvarez, postulează că șocul impactului, echivalent cu un cutremur cu magnitudinea de 10 sau 11, ar fi putut duce la valuri sexuale , care ar fi ajuns la locul din Dakota de Nord în câteva minute sau ore de la impact. Acest lucru ar fi dus la înmormântarea rapidă a organismelor sub un strat gros de sedimente. Coautorul David Burnham de la Universitatea din Kansas a spus: „Nu sunt zdrobiți, este ca o avalanșă care se prăbușește aproape ca un lichid, apoi se transformă în beton. Au fost brusc uciși de violența apei. Avem un pește care a lovit un copac și a fost rupt în două. " ^[8]

Cucui

Cea mai ușor observabilă consecință a unui astfel de impact ar fi un vast nor de praf care ar bloca lumina soarelui și ar preveni fotosinteza timp de câțiva ani, eveniment numit impact iarna . Acest lucru ar explica dispariția plantelor și fitoplanctonului și a tuturor organismelor dependente de acestea (inclusiv animale prădătoare și erbivore). Dar micile creaturi ale căror lanțuri alimentare erau bazate pe detritus ar fi avut o șansă rezonabilă de supraviețuire. Se estimează că aerosolii acidului sulfuric au fost injectați în stratosferă, ducând la o reducere de 10-20% a transmisiei solare normale pentru acea perioadă. Ar dura cel puțin zece ani pentru ca acei aerosoli să se disipeze. ^[9] Este posibil să se fi produs furtuni globale de incendiu ca urmare a căderii fragmentelor incendiare ale exploziei înapoi pe Pământ. Analizele incluziunilor de lichide în chihlimbarul antic sugerează că cantitatea de oxigen conținută în atmosferă a fost foarte mare (30-35%) în perioada Cretacic târziu. Acest nivel ridicat de O ₂ ar fi susținut o combustie intensă. Nivelul de O ₂ atmosferic a precipitat în perioadele paleogene timpurii. ^[10] Odată cu extinderea incendiilor, conținutul de CO ₂ din atmosferă ar crește și ar avea loc un efect de seră temporar până când norul de praf se va stabiliza; aceasta i-ar fi exterminat pe cei mai vulnerabili supraviețuitori ai „iernii lungi”. Impactul ar fi putut produce și ploi acide , în funcție de tipul de rocă lovită de asteroid. Cu toate acestea, cercetări recente sugerează că acest efect a fost relativ minor. Ipotezele de impact pot explica doar disparițiile foarte rapide, deoarece norii de praf și posibili aerosoli sulfurici s-ar elimina din atmosferă într-un timp destul de scurt, probabil mai puțin de zece ani. Deși studii ulterioare ale stratului K-Pg arată în mod constant excesul de iridiu, ideea că dinozaurii au fost exterminați de un asteroid a rămas un subiect de controversă în rândul geologilor și paleontologilor timp de peste un deceniu. ^[11]

Critică

Printre alții, Charles B. Officer și Gerta Keller au criticat teoria. Ofițerul și Jake Page declară, în The Great Dinosaur Extinction Controversy ^[12] :

• Un nor de praf cauzat de un impact asteroid trebuie exclus deoarece multe plante marine care necesită lumină solară neîntreruptă nu au fost afectate de acest fenomen.
• Zăcămintele de iridiu par a fi opera vulcanilor
• Extincțiile au avut loc treptat, nu instantaneu. "Chiar dacă un impact de meteor a avut loc în timpul formării limitei K-Pg, pur și simplu nu ar putea explica dispariția."
• Structura Chicxulub este o secvență vulcanică târzie din Cretacic; nu este o structură de impact a epocii Cretacic-Terțiar
• Articolele care contestă ipoteza lui Alvarez au fost respinse sumar de reviste fără revizuire

Keller sa concentrat asupra vulcanismului Capcanelor Deccan ca fiind probabil cauza unei dispariții mai treptate. ^[13]

Proiect de foraj crater Chicxulub

În 2016, un proiect științific de forare a efectuat o forare profundă a inelului de vârf al craterului Chicxulub . Descoperirile au fost considerate pe scară largă drept confirmând teoriile actuale privind impactul și efectele acestuia. Aceste descoperiri confirmă faptul că roca care formează inelul de vârf a fost supusă unor presiuni și forțe imense și a fost topită de o căldură imensă și supusă unei presiuni imense în câteva minute; faptul că inelul de vârf este realizat din granit este, de asemenea, semnificativ, deoarece granitul nu este o rocă găsită în depozitele de pe fundul mării, el își are originea mult mai adânc în Pământ și a fost expulzat la suprafață de presiunile imense ale impactului.; gipsul , o rocă care conține sulfat, care apare de obicei în adâncurile superficiale ale regiunii, a fost aproape complet eliminată și, prin urmare, trebuie să fi fost aproape complet vaporizată de impact, intrând în atmosferă; evenimentul a fost imediat urmat de un imens megatsunami (o mișcare masivă de apă de mare) suficient pentru a așeza cel mai mare strat de nisip cunoscut, sortat în funcție de mărimea bobului, chiar deasupra inelului de vârf . Aceste fapte susțin puternic ipoteza conform căreia corpul afectat a fost suficient de mare pentru a crea un inel de vârf de 190 de kilometri, a se topi, a lovi și a scoate granitul bazal prezent în scoarța terestră la adâncime medie, a crea mișcări colosale de apă și a arunca o cantitate imensă de rocă și sulfați vaporizați în atmosferă, unde ar persista mult timp. Această dispersie globală de praf și sulfați ar fi condus la un efect brusc și catastrofal asupra climei din întreaga lume, scăderi severe de temperatură și devastarea lanțului alimentar . ^{[14] [15]}

Notă

Portalul de geologie

Portal de mineralogie

Portalul Științelor Pământului