VZHODNA SIBERIJA, 251 milijonov let
Ogromen tok materiala iz plašča se je dvigal iz črevesja na severovzhodnem delu Pangee, kjer je bila Sibirija, in je stopil kamnito lupino. Izbruhi bazaltske lave in pepela so trajali več tisoč let in sovpadali z najbolj množičnim izumrtjem živali v zgodovini planeta. Prav zamrznjene bazaltne plasti tvorijo značilno stopničavo pokrajino mnogih gorskih vzhodnih Sibirije, kot je planota Putorana.
Slika: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
Dolgo časa so globalne katastrofe, ki bi lahko vplivale na razvoj zemeljskega življenja, znanstvenike malo zanimale. Za geologe in paleontologe je bilo bolj pomembno razumeti postopno in nenehno spreminjanje vrst. Šele razmeroma pred kratkim, sredi prejšnjega stoletja, ko so ugotovili, da množična izumiranja časovno sovpadajo s katastrofalnimi dogodki, kot so izbruhi vulkana in padci meteoritov, so se začeli namenoma preučevati.
Francoski naravoslovec Georges Cuvier je prvič spregovoril o nesrečah, ki so se na Zemlji v preteklosti zgodile v začetku 19. stoletja. Nadarjeni paleontolog je razumel, da so živali preteklih dob popolnoma drugačne od sedanjih, da so na primer kosti ihtiozavrov in plesiozavrov nameščene v določenih plasteh Alp in je neuporabno iskati jih v kasnejših sedimentih. A kosti manatov in tjulnjev, nasprotno, ne bi smeli iskati poleg ostankov ihtiozavrov. Kot izkušen primerjalni anatom, ki je preučeval obsežne zbirke mumij živali in njihovih kamnitih reliefov, ki so jih Napoleonovi vojaki vzeli iz Egipta, je videl, da se živalske vrste v obdobju 2000-3000 let niso spremenile. Tako da so v zgodovini Zemlje, ki je trajala, kot so verjeli, največ 100.000 let, v vrstah živalskega sveta pogoste spremembe, potrebni so nekateri uničujoči kratkotrajni dogodki. In Cuvier je predlagal idejo o občasnih katastrofah, katerih žrtve so bile nešteto živih bitij: "Nekatere, prebivalce dežele, so poplavile poplave, druge, naselijo črevesje voda, so končale na kopnem skupaj z nenadoma dvignjenim dnom morja …"
SEVERNA AMERIKA, 65,5 milijona let
Promocijski video:
Krater in posebne kamnine, ki jih najdemo na območju polotoka Jukatan na ozemlju sodobne Mehike, kažejo, da je tam padel asteroid. Njen padec je povzročil katastrofalne posledice: eksplozijski val je požgal skoraj vse življenje na tem območju in pošastni cunami je opustošil obalo. Val je nosil morsko življenje na obalo, na primer mehkužce z amoniti in morske kuščarje - mozavre, skrite v spiralni lupini. Njihovi ostanki so bili kilometri od vode in so služili kot hrana za redke preživele prebivalce dežele. Ko je udaril v tla, je asteroid izhlapel in iz kraterja izstrelil mešanico prahu, pepela, kavstične pare, ki se je, dvigajoč se v ozračje, zastrupil in zasenčil Sonce. Hladen sneg in kisli dež je verjetno trajal več let. Ta dogodek je spremljalo izumrtje 35% vrst morskega življenja, pa tudi vseh velikih plazilcev: morskih kuščarjev,dinozavri in pterozavri.
Slika: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
Znanstveniki so se vrnili k ideji o geoloških katastrofah 100 let pozneje, ko so opazili, da je postopno rast raznolikosti organizmov, ki naseljujejo Zemljo, prekinila vsaj dve grandiozni kapljici njihovega števila. Ti prelomi sovpadajo z mejami geoloških dob: paleozojska, mezozojska in kenozojska.
Najbolj množično izumrtje živih bitij v celotni zgodovini Zemlje se je zgodilo pred 251 milijoni let, na koncu paleozojske dobe. Več kot 90% morskih in 70% kopenskih vrst je za vedno izginilo z obličja Zemlje - ostali so le najmanjši in najpreprostejši. V oceanih se je ustavilo nastajanje grebenov, ki so bili prej razširjeni po vseh morjih, na kopnem pa - kopičenje premoga, saj so bujni gozdovi, ki so ga pokrivali pred drevesnimi limfoidi, praproti in različnimi starodavnimi gimnospermi, izginili. Znanstveniki iščejo razloge za to izumrtje tako v stanju same biosfere kot zunaj nje. Med zunanjimi vzroki izumrtja danes najpogosteje imenujemo katastrofo, ki jo povzročijo močne vulkanske izbruhe v vzhodni in delno zahodni Sibiriji. Bil je kratkoročni geološki dogodek, ki je močno vplival na biosfero. Njene sledi so ujete v obliki velikega sloja bazaltov, debelih nekaj kilometrov, imenovanih sibirskih pasti.
V pečini planote Putorana je jasno viden sloj bazaltov, ki je v najkrajšem možnem času - tisoč let izbruhnil pred 251 milijoni let. Pokrov starodavne lave v teh krajih doseže debelino 1,8 kilometra.
Foto: SERGEY FOMIN / RUSSIAN LOOK
Nastali so v najkrajšem geološkem časovnem intervalu - približno 160.000 let in morda ne več kot 8.000 let. Bazaltske lave so pokrivale največ 7 milijonov kvadratnih kilometrov površin. Iz črevesja je bilo izpuščenih od 2 do 3 milijone kubičnih kilometrov vulkanskih materialov, vključno z milijoni gigatonov ogljikovega dioksida. Vsebina slednjih v takratnem ozračju se je povečala za 7–10-krat. (Na primer, če človeštvo v tekočem stoletju gori vsa fosilna goriva, se bo koncentracija ogljikovega dioksida v atmosferi dvignila za 2-3 krat.) Še več, segrevanje ozračja zaradi toplogrednih plinov in svojevrstnih sončnih plošč v obliki oblakov, sestavljenih iz velikih delcev vulkanov pepel in vzhajanje po celotnem planetu je privedlo do segrevanja zgornjih plasti oceana in sproščanja milijard ton metana,do takrat so jih na polici privezali ledeni kristali. Ta plin je eden izmed najbolj učinkovitih toplogrednih dejavnikov, poleg tega pa hitro oksidira in odvzame kisik iz ozračja. Splošni učinek atmosferskih sprememb je bil okrepljen s planetarno svojevrstno paleogeografijo. V teh dneh so se vse celine združile v en sam superkontinent - Pangea, ki se razteza od pola do pola. (Sibirska ploščad je bila na njenem severovzhodnem delu.) Nad osrednjim, oddaljenim od obale, velikim območjem superkontinenta, dežja skoraj ni bilo, bilo je suho in praktično brez življenja. Kopenske živali so se skoncentrirale na obrobju Pangee, mejilo na gorske verige, in se postopoma preselile na njeno južno, antarktično obalo, kjer ni bilo prevroče. Padec vsebnosti kisika v ozračju je onemogočal življenje v gorah,in le majhna ležeča območja so ostala naseljena.
V takšnem okolju se je znašlo največ plazilcev in rib ter apnenčastih alg, koral in gobic v najbolj neugodnih razmerah. Prva je trpela zaradi pomanjkanja zastrupitve s kisikom in ogljikovim dioksidom, druga je bila pokvarjena z zakisljevanjem morskih voda, ki je nastalo zaradi raztapljanja presežka ogljikovega dioksida v njih. Preživele so nekatere kopenske dvoživke, kot tudi plazilci, na primer proterosuchia - predniki dinozavrov, cvodonts - živalski podobni dinozavri, predniki sesalcev in listrozavri - njihovi daljni sorodniki. Bili so majhne živali, ki so potrebovale manj energije, da so ostale aktivne, kar pomeni, da porabijo manj kisika. Lystrosavri so imeli prilagoditve, ki so jim nasprotno dopuščale, da absorbirajo več zraka in s tem kisika, - povečan prsni koš in odseke lobanje, povezane z dihanjem. Med morskimi živalmi so katastrofo preživeli tudi najmanjši foraminiferi, brahiopodi in školjke, saj so potrebovali manj hrane in kisika. Njihovi veliki sorodniki so izginili. Kopenska flora je pretrpela nič manj kot favna - vulkanski izločki, ki vsebujejo klor, so uničili ozonsko plast, ostri ultravijolični žarki so pohabili spore, ki še niso vzklile, deževje žveplove kisline je zažgalo listje, zadnji sokovi iz umirajočih dreves pa so sesali razmnoževalne gobe. Prejšnjo stopnjo biotske raznovrstnosti na Zemlji smo obnovili šele 60 milijonov let pozneje, do sredine jurskega obdobja.ostre ultravijolične radiacije so pohabile spore, ki še niso vzklile, deževje z žveplovo kislino je zažgalo listje, zadnji sokovi iz umirajočih dreves pa so sesali plodovite gobe. Prejšnjo stopnjo biotske raznovrstnosti na Zemlji smo obnovili šele 60 milijonov let pozneje, do sredine jurskega obdobja.ostre ultravijolične radiacije so pohabile spore, ki še niso vzklile, deževje z žveplovo kislino je zažgalo listje, zadnji sokovi iz umirajočih dreves pa so sesali plodovite gobe. Prejšnjo stopnjo biotske raznovrstnosti na Zemlji smo obnovili šele 60 milijonov let pozneje, do sredine jurskega obdobja.
Kozmični faktor
Na mnogih krajih na Zemlji, kjer starodavna morska dna prihajajo na površje, lahko vidite tanko plast gline, ki je nastala pred 65 milijoni let. Na njej geologi potegnejo mejo med mezozojsko in kenozojsko dobo. Odmeven primer takšne meje je bil nedavno odkrit v jugovzhodni Španiji, blizu mesta Caravaca de la Cruz - tanka plast rdečkaste gline, nekaj milimetrov, med več metri belih laporjev. Pod to plastjo se nahajajo ostanki različnih živali, ki so naselile morijo mezozojske dobe: kosti morskih kuščarjev, školjke amonitov in najmanjša planktonska bitja - foraminifera in kokolitoforoidi, iz katerih so nastale apnenčaste silke, ki so se na koncu spremenile v apnenčaste kamnine - laporji. Tu najdemo tudi fosilizirane lupine drobnih rakov, ki so pogoltnili glinene delce oz. Stiskali so jih v grudice - pelete - in v tako bolj "težki" obliki so jih poslali na dno, kar je ustvarilo maso sedimentnega materiala. In "nenadoma" so vse te živali izginile, zato se je tvorba apnenčastih sedimentov popolnoma ustavila, medtem ko se je stopnja kopičenja glinenih delcev stokrat znižala - o tem priča nizka debelina mejne plasti. Nekaj tisoč let je morje ostalo skoraj nenaseljeno, nato pa je življenje vzelo svoj davek, geološka kronika pa je zabeležila njegovo okrevanje, ki se je začelo z neomejenim razmnoževanjem nekaj in majhnih preživelih vrst foraminifera. Školjke njihovih potomcev so tvorile nove plasti belega laporja.stopnja nabiranja glinenih delcev je stokrat padla - o tem priča nizka debelina mejne plasti. Nekaj tisoč let je morje ostalo skoraj nenaseljeno, nato pa je življenje vzelo svoj davek, geološka kronika pa je zabeležila njegovo okrevanje, ki se je začelo z neomejenim razmnoževanjem nekaj in majhnih preživelih vrst foraminifera. Školjke njihovih potomcev so tvorile nove plasti belega laporja.stopnja nabiranja glinenih delcev je stokrat padla - o tem priča nizka debelina mejne plasti. Nekaj tisoč let je morje ostalo skoraj nenaseljeno, nato pa je življenje vzelo svoj davek, geološka kronika pa je zabeležila njegovo okrevanje, ki se je začelo z neomejenim razmnoževanjem nekaj in majhnih preživelih vrst foraminifera. Školjke njihovih potomcev so tvorile nove plasti belega laporja.
ZAPADNA EVROPA, 5,33 milijona let AGO
Medtem ko so v vzhodni Afriki predniki avstralopiteka obvladovali savane, je Sredozemsko morje doživelo hudo ekološko krizo. Rastoče gorske verige so blokirale njegovo komunikacijo z Indijskim in Atlantskim oceanom, zaradi pomanjkanja vode se je morje postopoma izsušilo. Ogromna kotlina z globino do 5 kilometrov je na stotine tisoč let ostala skoraj brez vode. Kriza se je končala z nenadnim prebojem atlantskih voda skozi Gibraltarsko ožino. V tem primeru bi lahko ključno vlogo hkrati igrali trije dejavniki: dvig gladine svetovnega oceana, tektonski procesi in erozija sten kotline. Morska voda je potopila v depresijo in je tvorila največji slap, ki ga poznamo danes. Presušitev in katastrofalno polnjenje Sredozemskega morja je zajeto v številnih kilometrih soli in sadre, v številnih jamah oz.zakopani kanjoni reke in stopničko dna Gibraltarske ožine.
Slika: OLGA OREKHOVA-SOKOLOVA
O tem, kaj se je na kopnem dogajalo v teh tisočletjih, lahko samo ugibamo, saj v kopenskih sedimentih v morskih slojih ni meja, ki bi jih bilo jasno videti. Natančno je ugotovljeno, da gostitelji dežele - različni in številni dinozavri in pterozavri - niso preživeli te meje.
Kateri dogodki pred 65 milijoni let so ločili geološke dobe in povzročili takšne globalne spremembe? V iskanju odgovora na to vprašanje so se znanstveniki obrnili na kozmične dejavnike. Sredi 20. stoletja so astrofiziki odkrili fenomen rojstva supernov, povezanih z ogromnimi sunki energije, in paleontologi so imeli domnevo, da lahko ta nenadoma sproščena energija, ki doseže Zemljo, odtrga njeno magnetosfero, ki je planet zaščitila pred močnim sevanjem in s tem obsojala svoje prebivalce na smrt. Vendar te hipoteze ni bilo mogoče utemeljiti s preučevanjem geološkega zapisa.
Poleg tega se je kmalu rodila še ena ideja o vesoljski katastrofi, ki je hitro pridobila na priljubljenosti. Ameriški geofizik Walter Alvarez je odkril blizu italijanskega mesta Gubbio v tanki plasti gline, ki označuje mejo mezozojskega in kenozojskega obdobja, nenavadno visoko vsebnost iridija, stokrat večjo od povprečne koncentracije v navadnih kamninah. Walterjev oče, atomski fizik Luis Alvarez, je pomagal najti razlago tega pojava. Izkazalo se je, da drobci meteoritov, ki so padli na Zemljo, vsebujejo tudi veliko iridija in drugih kovin iz platinske skupine. To pomeni, da bi lahko ti elementi vdrli v plast gline kot posledica udara vesoljskega telesa. Alvareze je začelo zanimati sovpadanje časa domnevnega padca meteorita in smrti dinozavrov in ta dva dogodka sta povezala v eno samo hipotezo o "asteroidni zimi" po analogiji z "jedrsko zimo":če se je asteroid, ki presega 10 kilometrov, strmoglavil na Zemljo s hitrostjo 20 kilometrov na sekundo, je prišlo do pošastnega sproščanja energije, ki je 10.000-krat več kot vse sedanje jedrske rezerve zemljanov. Nekateri mezozojski prebivalci so takoj umrli zaradi udarnih in vročinskih valov, ostali so izumrli zaradi posledic padca - prah, ki je poletel v ozračje, je odseval sončne žarke. Začelo se je hladno puhanje in vegetacija, ki je ostala brez svetlobe in toplote, je začela umirati. Sledilo je množično izumrtje živali, prikrajšanih za hrano.ostalo je izumrlo zaradi posledic padca - prah, ki je letel v ozračje, je odseval sončne žarke. Začelo se je hladno puhanje in vegetacija, ki je ostala brez svetlobe in toplote, je začela umirati. Sledilo je množično izumrtje živali, prikrajšanih za hrano.ostalo je izumrlo zaradi posledic padca - prah, ki je letel v ozračje, je odseval sončne žarke. Začelo se je hladno puhanje in vegetacija, ki je ostala brez svetlobe in toplote, je začela umirati. Sledilo je množično izumrtje živali, prikrajšanih za hrano.
Po pojavu majhne opombe Alvaresova leta 1980 v reviji Science se je število znanstvenih člankov o svetovnih katastrofah povečalo stokrat. Najprej so iskali dokaze o pravilnosti fizikov, ki so se dotikali interesov paleontologije. In našli so veliko: na skoraj vseh odsekih, kjer je mejna plast, stara 65 milijonov let, precej dobro izražena, je bila opažena iridijeva anomalija, pa tudi kremeni kristali z udarno strukturo - majhne vzporedne razpoke, ki se pojavijo pri zelo visokem tlaku, tektiti (ohlajene kapljice taline, ki nastanejo med vpliv velikega meteorita na skale), plasti saje. Krater Chicxulub so odkrili tudi v Mehiki, čas njegovega nastanka približno sovpada s to mejo.
Sredozemska poplava
Georges Cuvier je morske poplave ocenil kot glavni vzrok svetovnih izumiranj, vendar te hipoteze sodobni geologi niso potrdili. Za poplavo celotne zemlje, razen visokih gora, in uničenje večine kopenskih prebivalcev, sta potrebna vsaj dva pogoja: povečanje gladine svetovnega oceana za več sto metrov in prehodnost dogodka. Danes, ko je povprečna višina celin nad morsko gladino 670 metrov, bi se moral obseg svetovnega oceana skoraj podvojiti. Takšen dogodek se v zgodovini Zemlje še nikoli ni zgodil, zaradi pomanjkanja tovrstnih zalog proste vode pa v prihodnosti skoraj ni mogoče. Raven svetovnega oceana urejata dva glavna pojava - spremembe na območju celinskih ledenikov in sredocenskih grebenov (visoki gorski pasovi, ki se nahajajo v osrednjih delih vseh oceanov). Širjenje ledenikovabsorbirajo ogromno maso vode in stiskanje sredoceanskih grebenov privede do dejstva, da se oceani in morja umikajo, izčrpavajo ogromna območja police. Obrnjeni procesi - taljenje ledenikov in rast mreže podmornic, ki potisnejo vodne mase iz oceanske sklede, prispevajo k dvigu gladine svetovnega oceana. Naključje teh dveh dejavnikov lahko povzroči zelo velik dvig morja, kot se je zgodilo sredi krede, pred približno 90 milijoni let. Po zadnjih ocenah se je takrat gladina Svetovnega oceana dvignila za 250 metrov, poplavila je ogromna območja kopnega. Vendar če to povečanje štejemo za katastrofalno poplavo, ki jo ovira dolgo trajanje dogodka - na milijone let, toliko traja rast podvodnih gorskih verig. Okean prihaja počasi in se iz kopnega vrača za milimeter na leto. Živalski svet se uspe prilagoditi tem tempom,in hitro množično izumrtje ni.
Morsko dno obdobja krede, preden je bilo prazno pred 65 milijoni let. Na levi - školjke mehkužcev, „dinozavrov morij“, tako imenovanih zaradi svoje velike velikosti in hkratnega izumrtja. Diorama je nastala iz avtentičnih paleontoloških predmetov Santiago Lafargue.
Foto: ANDREY ZHURAVLEV
Lokalne poplave, torej hitre poplave kopnega, so se v preteklosti dogajale že večkrat, vendar na zelo omejenem prostoru - nikoli niso pokrivale celotnega planeta in prebivalcem kopnega niso povzročile veliko škode. Največja zanesljivo potrjena poplava se je zgodila pred 6 milijoni let na Sredozemlju. Do takrat se je Sredozemsko morje zaradi izolacije od Indijskega in Atlantskega oceana presušilo in se spremenilo v prostrano kotlino na mestih, skoraj 5 kilometrov globokih glede na gladino svetovnega oceana. Njeno dno se je postopoma napolnilo s trikilometrsko plastjo mavca in soli, ki je nastala med izhlapevanjem morske vode, v toplih slanicah plitvih jezer, ki so ponekod ohranjene, pa bi lahko preživele le posebne bakterije, haloarheje. Ta stopnja v zgodovini regije se imenuje kriza Messina - po imenu pokrajine na Siciliji, kjer so od starih časov rudili sol. Geologi so zelo natančno ugotovili čas, ko se je končala mesinska kriza - to se je zgodilo pred 5,33 milijona let, ko so vode Atlantskega oceana začele prodirati vzdolž tektonskih razpok skozi zahodno stran kotline. V nekem trenutku je voda segla po dokaj širokem kanalu v skalah - sedanji Gibraltarski ožini - in se kot slap razlivala na suho, slano nižino. Polnjenje Sredozemskega morja je potekalo zelo hitro - le 15.000–20.000 let, med katerimi so se v njem naselile navadne morske skupnosti. Hipotezo o katastrofalno hitri poplavi v Sredozemlju je med prvimi izrazil sovjetski geolog Ivan Čumakov,ki je v 70. letih prejšnjega stoletja delal pri gradnji Asuanskega jezu v Egiptu in po podatkih vrtanja odkril starodavno nilsko dno, napolnjeno z morskimi sedimenti. Poplava Mesine je pomembno vplivala na podnebje v njeni regiji, vendar ni povzročila pomembnih sprememb v biosferi.
V neokatastrofizmu - tako je ime posodobljene teorije Cuvierja - obstaja veliko domnev, ki še nimajo dejanskih dokazov. Če obstoj epoh mogočnega vulkanizma ne dvomi, ker so v zemeljski skorji pustili nedvoumne sledi, potem ni težko dokazati padca asteroida in še posebej natančnega časa tega padca. Poleg tega je v obeh primerih izjemno težko natančno ugotoviti, kako so posledice katastrofe privedle do izumrtja vrste. Še vedno ni obrazložitve dejstva, da nekatere večje katastrofe (na primer izlivi bazaltov v Južni Ameriki in Afriki pred 130 milijoni let) niso pripeljale do množične smrti živih organizmov. Ne pri vseh večjih izumrtjih v zgodovini Zemlje (teh je šest) je bilo mogoče najti katastrofalne vzroke - vulkanske, kozmične ali kakšne druge. Zaradi pomanjkanja dejstev je še vedno težko soditikako močan je vpliv katastrof na evolucijo življenja, pa se znanstveniki, tudi tisti, ki podpirajo nefastrofizem, strinjajo v eni stvari: in najbolj uničujoča starodavna katastrofa ne bi mogla popolnoma uničiti zemeljskega življenja. Vedno je bil nekdo, ki je rodil nove prebivalce planeta.
Andrey Zhuravlev