Хто вбив нафтових динозаврів, звичайно; (Оновлено 2) Автори
В історії геології визнано п’ять основних масових вимирань [Я] . Найвідоміший (і найкраще вивчений) мав місце приблизно 66 мільйонів років тому (Ма) [Ii], наприкінці крейдяного періоду, коли динозаври та дві третини всіх морських тварин були ліквідовані, створивши біологічну нішу для розвитку ссавців, увінчану остаточним появою Homo Sapiens.
Масове та раптове зникнення динозаврів породило природне запитання серед фахівців (геологів, біологів), до якого додалися люди, зацікавлені в науковій освіті: Хто/що вбив динозаврів? Такі фільми, як Парк Юрського періоду чи Земля до часу, популяризували цю тему, посилювали почуття подиву перед цими вражаючими істотами та піднімали планку цікавості.
Питання в заголовку статті отримало багато відповідей з часом, з 1825 р. По сьогоднішній день (сформульовано понад 50 гіпотез, відповідно до статті узагальнення 1990 р.)! iii ). Причини вимирання динозаврів були б біотичний (порушення обміну речовин, психічні розлади, расова старечість, ортогенез, фіналізм, конкуренція з іншими тваринами, хижаки або квіткові зміни) та абіотичний, представлений наземними явищами (зміна клімату, зміна атмосфери, океанічні та топографічні зміни, наземні катастрофи, такі як бурхливий вулканізм тощо) та позаземні явища (сонячні плями, космічне випромінювання, руйнування озонового шару, вплив астероїда тощо).
З майже одностайного схвалення фахівців остання причина - вплив астероїда - сьогодні розглядається як катастрофа, яка відповідає за масове та раптове зникнення динозаврів 66 мільйонів тому. Цю гіпотезу запропонували в 1980 р. Чотири вчені з університету Берклі та лабораторії Лоуренса Берклі під керівництвом фізика Луїса Альвареса, лауреата Нобелівської премії в 1968 р. Та його сина, геолога Вальтера Альвареса (рис. 1) [Iv] .
Згідно з гіпотезою Альвареса, астероїд діаметром бл. 10 км обвалився в районі Чиксулуб на півночі півострова Юкатан (Мексика), створивши кратер діаметром близько 180 км і глибина 20 км (рисунок 2). За оцінками, енергія удару була в мільярд разів більшою, ніж у двох атомних бомб, скинутих на Хіросіму та Нагасакі в 1945 р., А викинуті матеріали оцінювали у 200 000 км ^ 3.
Основним геохімічним показником впливу астероїда була висока концентрація елемента іридію - більш ніж у 8 разів від рівня землі. Дослідження команди Берклі, яке розпочалося на основі даних на півночі Італії (рис. 1), пізніше поширилося по всьому світу, підтверджуючи, що збагачення гірських порід іридієм було планетарною подією 66 млн. Років тому.
Основним летальним механізмом, який спричинив вимирання динозаврів, було, за даними сімейства Альварес, утворення аерозолів сірчаної кислоти, конденсованих у стратосфері від частинок, розпорошених та викинутих під дією удару. Аерозолі затемнювали небо протягом тривалих періодів часу, викликаючи значне зменшення процесу фотосинтезу, умов, близьких до глобального морозу (щось подібне до поняття "ядерна зима") та кислотних дощів. До цього першого летального механізму можна додати мега-цунамі, яке перетнуло б всю Мексиканську затоку, сягнувши аж до Техасу та Флориди, величезних пожеж, колосальних ударних хвиль, спричиняючи землетруси на планеті та катастрофічні виверження вулканів.
Нещодавнє дослідження [v], опубліковане в журналі Scientific Reports групою японських дослідників з Університету Тохуку та Інституту метеорологічних досліджень, пропонує ще одного "вбивцю" динозаврів: олія!
Автори заперечують роль сірчистих аерозолів у стратосфері, стверджуючи, що якби це було так, крокодили та інші тварини загинули б так само, як динозаври. Недавні експерименти впливу та модельні розрахунки показали, що конденсовані аерозолі сірчаної кислоти не можуть утворюватися і зберігатись довго після удару астероїда.
Натомість японські дослідники припускають, що головну роль у затемненні сонця відігравала сажа, що виникає в результаті спалення величезної кількості сирої нафти в кратері та районі Чиксулуб. За їхніми розрахунками, хмари сажі (досягаючи 2,6 млрд. Т) зменшили сонячне світло на 85% і послабили гідрологічний цикл, що призвело до різкого падіння опадів на 80%. Ці дві події в сукупності мали сильний вплив на ріст рослин (зменшуючи фотосинтез та розпад океанського харчового ланцюга), що призвело до різкого обмеження варіантів харчування для динозаврів. Крім того, сажа охолодила б Землю на 10-18 ° C всього за 3 роки, а температура води води в океані впала б на 7 ° C. Я маю на увазі, було міні-заледеніння!
«Курильним пістолетом» для японських дослідників були високі концентрації поліароматичних вуглеводнів (коронен, бензо (е) пірен, бензо (g, h, i) перилен), присутні в сажі і виявлені/виміряні в шарах від межі КТ (Крейдовий -Терціяр) з Гаїті та Іспанії. Походження сажі можна пояснити природними пожежами та/або неповним згорянням нафтових вуглеводнів. Автори дослідження використали висновок, що більшість частинок сажі від сучасних пожеж вводяться в тропосферу, але не в стратосферу. Потім вони використовували геохімічний параметр, індекс пільгового впливу вуглецю (ІСЦ), щоб розрізнити два можливі джерела сажі, дійшовши висновку, що спалювання нафти є основним джерелом аерозолів, що руйнує наслідки для великих живих істот 66 Я.
Де була нафта в часи динозаврів?
Зразки гірських порід, видобутих із кратера Чиксулюб, вказують на наявність нафтових глин, подібних до тих, що видобуваються сьогодні гідророзривом пласта, напр. в Техасі (глина Іглфорд) або Північній Дакоті (глина Баккен). Кількість нафти та інших органічних речовин у ударному кратері невідома, оскільки він повністю згорів. Але ударні брекчії на межі КТ у басейні Кантарелла - найбільшому родовищі Мексики поблизу кратера містять величезну кількість сирої нафти, отриманої з покладів пізнього юрського віку (приблизно на 90 млн. Років старше, ніж у зоні удару). ). Це є непрямим свідченням наявності великої кількості вуглеводнів у гірських породах, що зазнали впливу пізнього крейдяного періоду. Під час удару спалювали сиру нафту, про що свідчить наявність вуглецевих ценосфер у Канаді, Данії та Новій Зеландії [Vi] .
Замість висновків
Мені здається щасливим збігом обставин, що нафта відіграла подвійну роль в еволюції людства: з одного боку, будучи «вбивцею» динозаврів, вона негайно створила біологічну нішу і успішно зайняла ссавців, останніми представниками яких ми є; з іншого боку, нафта була основною енергією, яка рухала і рухає сучасну людську цивілізацію. [ти йдеш]
В якості спекуляції можна сказати, що видобуток нафти та її поступове спалювання є страховим полісом від нового катастрофічного впливу майбутнього астероїда, який прагне зіткнутися із Землею. Тож, будь ласка, простіше з маслом на сходах екології!
Що, якби астероїд потрапив на планету в районі з меншою кількістю нафти?
Швидкі розрахунки дозволяють припустити, що наслідки впливу були б набагато менш руйнівними (приблизно на третину), ніж те, що сталося 66 млн років тому. Чи було б можливо, щоб динозаври вижили разом з нами? Я не знаю. Але якби не нафта, сьогодні ми точно не мали б машин. Можливо, просто домашня тварина, як прозауропод Діно у відомому фільмі Флінтстоуни !
Раптове зникнення динозаврів: Наслідки у суперечці Кюв’є vs. Дарвін
З п'яти основних вимирань, визнаних геологією та біологією, лише останнє сталося раптово (за масштабами геологічного часу), характеризуючись, таким чином, катастрофічним вимиранням. Ця ситуація поставила під сумнів давню наукову суперечку між Жоржем Кюв'є та Чарльзом Дарвіном.
Уже в 1812 році Жорж Кюв'є ("батько палеонтології") продемонстрував, що скам'янілість, яку він вивчав, мала чотири основні риси, що робило їх в принципі несумісними з поступовістю: застій, раптова поява викопних форм, раптове зникнення викопних форм і відсутність рідкості. ) перехідні форми. На підставі цих висновків Кюв'є повідомив, що в історії Землі, ймовірно, були серйозні катастрофи, через які цілі групи видів раптово зникали зі гірських порід і настільки ж різко замінювались новими групами, що заселяли планету. Ці міркування лягли в основу теорії катастрофізму.
Основною проблемою в цьому випадку є те, що катастрофічні вимирання та раптові творіння відбуваються за межами звичайного людського досвіду, що ускладнює наукове дослідження. Для людського життя і для науки загалом було б набагато простіше і зручніше, якби геологічні та палеонтологічні зміни могли бути результатом поступових, передбачуваних, рівномірних еволюцій протягом величезних періодів часу.
Цю мету було досягнуто в 1830 р. (За два роки до смерті Кюв'є), коли юрист-геолог Чарльз Лайєл опублікував "Принципи геології", які ввели суворий уніформіатство як основу геології. Девіз уніформітаризму - сьогодення є ключем до минулого - був тріумфальним, оскільки маючи такий ключ, геологія може, в принципі, «розкрити» всі таємниці природи. Більше того, в даний час геологи мали сильну мотивацію переосмислити наявні геологічні дані згідно з новим правилом Лайєлла, правилом, яке не враховує катастрофи та раптові створення як вагомі наукові пояснення.
Протеже Лайєлла Чарльз Дарвін поширив свою логіку на біологію. Згідно з його класичною роботою 1859 р. - "Походження видів" - Дарвін вважає, що біологічні види не з'являються і зникають (майже) миттєво, а поступово, поетапно розвиваються, від ранніх до зрілих форм, накопичуючи, попутно, невеликі сприятливі варіації Природний відбір. Як наслідок, види занепадають і зникають так само поступово, завдяки конкуренції із модифікованим потомством або більш ефективними видами в процесі адаптації, виживання та розмноження. Коротше кажучи, якщо Дарвін має рацію, як створення, так і вимирання видів відбувалося завдяки повільній і постійній дії трьох сил - розмноження, успадкування та конкуренції.
Через цю логіку Дарвін знехтував теорією Кюв'є про періодичні катастрофи, заявивши, що, навпаки, "є підстави вважати, що повне вимирання видів у групі, як правило, є більш повільним процесом, ніж їх створення". Як я вже писав раніше, ця фундаментальна позиція Дарвіна суто теоретична, без повного висвітлення копалин. Той, хто вивчає його роботи з 1859 р., Знаходить лише один уривок про раптове зникнення виду: це амоніти (древні молюски), які зникли разом з динозаврами та 78% інших видів у пізньому крейдовому періоді завдяки астероїду Чиксулуб. Будучи лише геологом-аматором, без професіоналізму Кюв'є, Дарвін міг запропонувати як пояснення повного знищення амонітів лише невинний вигук: "дивовижно раптово".
Більше того, Дарвін використовує обдуману риторику, щоб дискредитувати катастрофізм Кюв'є (наприклад, тим не менш настільки глибоким є наше незнання і настільки висока наша припущення, що ми дивуємось, коли чуємо про зникнення органічної істоти: і коли ми не бачимо причини, через яку ми викликаємо катаклізми, щоб спустошити світ ...). Іншими словами, згідно зі своєю ідеологією, Дарвін вважає, що геологи типу Кюв'є, які приписували вимирання катастрофам, доведеним розумним тлумаченням скам’янілостей, були бідними невігласами, бо не знали високої логіки природного відбору.
Викладання в школах і на факультетах теорії еволюції шляхом природного відбору, як частина навчального канону, змусило покоління після поколінь геологів (і біологів) прийняти це без шуму та закликів. Будь-яка спроба, навіть полохлива, висловити будь-який сумнів негайно кваліфікується як політично некоректна. Ви відразу стаєте парієм чи заперечником Голокосту!
Тож не дивно, що коли в 1980 р. Була опублікована теорія Альвареса, якою Кюв'є повністю помстився за суперечку про Дарвіна, геологи та палеонтологи були здивовані і спочатку рішуче заперечували можливість катастрофічного, неортодоксального вимирання. Дарвініан: Немає такого! (як селянин Марін Преда, який вперше бачить жирафа в зоопарку).
Освіта в школі Лайєлла і Дарвіна, палеонтологи спочатку реагували з жахом і глибокою недовірою. Але після десяти років безперервного накопичення нових і нових доказів космічної катастрофи 66 млн. Років, яка раптово знищила більше двох третин існуючих видів, було отримано (майже) одностайність: Так, еволюція життя на цій землі може бути перервана. катастроф, всупереч політкоректному канону. І я не думаю, що сьогодні хтось сумнівається у баченні Кюв’є.
Перефразовуючи Джона Кеннеді, я б сказав, що в науці, як і на війні, перемога має багато батьків; поразка завжди осиротіла.
Що Дарвін думав про вимирання?
Для читачів, які не читали опус Дарвіна 1859 р. - “Походження видів”, я відтворюю нижче чотири його погляди на роль вимирань у еволюції життя.
1. Вимирання видів відбувалося поступово і безперервно [s.m.], протягом усієї історії життя на Землі.
2. Раптових зникнень багатьох видів, які сьогодні називають масовими вимираннями, не відбулося.
Хоча його наставник, юрист-геолог Чарльз Лайєлл, згадував про планетарну катастрофу на межі Крейдяно-Третинного рубежу ще в 1830 р., Дарвін був переконаний (а після нього і армія вірних нащадків), що "такого не існує" (Марін Преда) і що раптове зникнення видів із викопних даних пов’язане виключно з „надзвичайною недосконалістю геологічних даних”.
Як і його наставник Лайєлл, Дарвін зневажав (іронічно, саркастично) тих, хто, як і Жорж Кюв'є, вважав вимирання катастрофічними:
Настільки глибоким є наше незнання, і настільки високим є наше припущення,
що ми дивуємось, коли чуємо про вимирання
органічна істота; і оскільки ми не бачимо причини, ми посилаємось
катаклізми, щоб спустошити світ, або винайти закони про
тривалість форм життя!
3. Вимирання видів відбувається, хоча і не завжди, через втрату конкуренції з конкуренцією виду. Тобто вимирання мають біологічні причини, а не фізичні. [С.М.]
4. Вимирання видів та більших груп тісно пов’язане з повільним і тривалим процесом природного відбору, стаючи таким чином головним компонентом прогресу еволюції.
Дарвін з великою обережністю відкинув будь-яку можливість ряду стихійних лих, що спричинили раптові вимирання, вирішальним чином вплинувши на еволюцію життя на Землі. Його невдачі щодо катастрофізму Жоржа Кюв'є, який перевернув би свою власну теорію, зайшли так далеко, що сказали, що в першій редакції "Походження видів" - слово вимирання не відображається в Індексі термінів.
Детальніше та репрезентативні цитати для чотирьох поданих вище поглядів можна прочитати в
Рауп, Д. М., 1994, Роль вимирання в еволюції, Proc. Natl. Акад. Наук США, т. 91, с. 6758-6763
Рисунок 1. (зліва) Луїс та Вальтер Альварес перед кордоном Крейдяно-Третинного (KT) в Губбіо, Італія, 1981 р. (Праворуч) Два докази впливу метеориту: збагачений іридієм шар глини та “шоковані” фрагменти кварцу від удару . Джерело
Рисунок 2. Район Чиксулюб на північному півострові Юкатан Мексиканської затоки, з круговою площею близько 180 км у діаметрі, є хорошим кандидатом для місця удару астероїда, який зараз становить 66 млн. Років. Малюнок праворуч ілюструє вимірювання гравітаційного поля, за допомогою якого можна виявити розбризкувані гірські породи низької щільності (сині) та гірські породи високої щільності (зелені та жовті). Адаптація за джерелом.
ii Більш точна цифра - 65,5 млн
III Бентон, М. Дж., 1990. Наукові методології при зіткненні: історія дослідження вимирання динозаврів, Еволюційна біологія, том 24, с. 371-400
iv Альварес, Л. В. та співавт., 1980, Неземна причина вимирання крейдяно-третинного періоду, Наука, том 208, No 4448, с. 1095-1108
v Kaiho, K. et al., 2016, Глобальні зміни клімату, спричинені сажею на межі K-Pg як причиною масового вимирання, Nature Scientific Reports | 6: 28427 | DOI: 10.1038/srep28427
vi Harvey, M. C., et al., 2008, Спалення викопної органічної речовини на межі Крейдяно-Палеогену (K-P), Геологія, том 36, с. 355–358
Бібліографія для оновлення:
Raup, D. M., 1991, Bad Genes or Bad Luck?, Вступ Стівена Джея Гулда, W. W. Norton and Company Ltd., Нью-Йорк, 210 с.
Джонсон, П. Е., 1992, Вимирання дарвінізму, Атлантика, лютий 1992
Рауп, Д. М., 1994, Роль вимирання в еволюції, Proc. Natl. Акад. Наук США, т. 91, с. 6758-6763