För cirka sextiofem och en halv miljon år sedan fick jorden sin största kända kosmiska påverkan. Den tog fram en krater 180 till 200 km i diameter: nästan dubbelt så stor som den framträdande kratern Copernicus på jordens måne. Men orsakade denna påverkan verkligen utrotningen av dinosaurierna och många andra livsformer? Många jordforskare är övertygade om att det gjorde det, men vissa har otroliga tvivel. Tvivlarna har marskaliserat en växande mängd bevis för en annan skyldige; de enorma vulkanutbrott som producerade Deccan Traps-formationen i Indien. Skeptikerna presenterade nyligen sitt fall vid ett möte i Geological Society of America i Vancouver, Kanada, den 19 oktober.
Dinosaurierna är de mest kända offren för massutrotningshändelsen som avslutade kritaperioden. Utrotningen hävdade nästan alla stora ryggradsdjur på land, till sjöss eller i luften, såväl som många insekter, växter och ryggradslösa djur. Åtminstone 75% av alla arter som existerade på jorden försvann på kort tid i förhållande till den geologiska tidsskalan på miljoner år. Katastrofen är en av fem globala massutrotningshändelser som paleontologer har identifierat under tiden för det komplexa livet på jorden.
Hypotesen om att den terminala kritiska utrotningen orsakades av en kosmisk påverkan har varit den mest populära förklaringen på denna katastrof bland jordforskare och allmänheten i flera decennier. Det föreslogs 1980 av far- och sonteamet till Luis och Walter Alvarez och deras kollaboratörer. Alvarez-teamets huvudsakliga bevis på att en påverkan inträffade var en berikning av metalliridium i sediment som sträcker sig ungefär till slutet av kritan. Iridium är sällsynt i jordskorpan, men vanligtvis i meteoriter. Länken mellan iridium och påverkan fastställdes först genom studier av de prover som Apollo-astronauterna returnerade från månen.
Under de påföljande decennierna samlades bevis för en påverkan. 1991 publicerade ett team av forskare under ledning av Dr. Alan Hildebrand från Institutionen för planetariska vetenskaper vid Arizona University, bevis på en gigantisk begravd slagkrater, kallad Chicxulub, i Mexiko. Andra utredare fann bevis för material som kastades ut genom påverkan, inklusive glaskulor i Haiti och Mexiko. Stödjänare av slaghypotesen tror att enorma mängder damm som smittats in i stratosfären skulle ha kastat planetens yta i mörkret och den bittera kylan av en "slagvinter" som varade i minst månader och kanske decennier. Globala ekosystem skulle ha kollapsat och massutrotning följt. Men de har haft svårare tid att hitta bevis för dessa konsekvenser än för själva påverkan.
Tvivlar om Alvarez-hypotesen ifrågasätter inte "rökpistolen" -beviset för att en påverkan hände nära slutet av krita, men de tror inte att det var den främsta orsaken till utrotningarna. För det första har det visat sig vara svårt att dra slutsatsen om den exakta tiden för påverkan från dess förmodade geologiska spår. Dr. Gerta Keller från Institutionen för geovetenskaper vid Princeton University, en framstående skeptiker till Alvarez-hypotesen, har ifrågasatt uppskattningar som gör effekterna och utrotningarna samtidigt. Genom att analysera kärnprover som tagits från Chicxulub-krateret och glaskugel innehållande avlagringar i nordöstra Mexiko, konstaterar hon att Chicxulub-påverkan föregick massutrotningen med 120 000 år och hade liten konsekvens för den fossila uppteckningen av liv i de geologiska formationer som hon studerade. Av de fem stora massutsläckningshändelserna i jordens historia, konstaterade hon i ett papper från 2011, har ingen annan än den terminala kretthändelsen någonsin till och med varit associerad med en påverkan. Flera andra stora slagkratrar förutom Chicxulub har studerats väl av geologer och ingen är förknippad med fossila bevis på utrotningar. Å andra sidan verkar fyra av de fem stora massförlängningarna ha någon koppling till vulkanutbrott.
Keller och andra Alvarez-skeptiker ser på en viktig vulkanisk händelse som inträffade mot slutet av kritan som en alternativ primär orsak till utrotningen. Deccan Traps-bildningen i centrala Indien är en platå som består av flera lager av stelnad lava 3500 m tjock. Idag sträcker det sig över ett område som är större än hela Frankrike. Det var en gång tre gånger så stort. Det bildades i en serie av tre vulkanutbrott som kan ha varit bland de största i jordens historia. Vid konferensen i oktober presenterade Dr. Theyry Adatte från Institutet för geovetenskaper vid universitetet i Lausanne i Frankrike bevis för att det andra av dessa utbrott var den absolut största och inträffade under en period av 250 000 år före slutet av krita. Under denna period deponerades 80% av den totala lavatjockleken för Deccan-formationen. Utbrotten producerade lavaflöden som kan vara de längsta på jorden, som sträcker sig mer än 1500 km.
För att illustrera de sannolika miljökonsekvenserna av ett sådant superutbrott, åberopade Adatte den värsta vulkaniska katastrofen i människans historia. Under åtta månader från 1783-84 deponerade ett stort utbrott i Laki, Island, 14,3 kvadratkilometer lava och släppte uppskattningsvis 122 megaton giftig svaveldioxid i atmosfären. Cirka en fjärdedel av folket och hälften av boskapen på Island dog. Över Europa mörkades himlen av en svindel av dis, och surt regn föll. Europa och Amerika upplevde den allvarligaste vintern i historien och det globala klimatet stördes under ett decennium. Miljoner människor dog av den resulterande torka och hungersnöd. Laki-incidenten var ändå liten i jämförelse med det andra Deccan Traps-utbrottet, som producerade 1,5 miljoner kvadratkilometer lava och uppskattningsvis 6 500–17 000 gigaton svaveldioxid.
Deccan Traps-utbrott skulle också ha avgivit enorma mängder koldioxid. Koldioxid är en värmefångande växthusgas som ansvarar för de ugnsliknande temperaturerna på planeten Venus. Det släpps genom förbränning av fossila bränslen och spelar en viktig roll i människors orsakade global uppvärmning på jorden. Således ansåg Geller att Deccan Traps-utbrott kunde ha producerat både perioder med intensiv kyla på grund av svaveldioxid-dis, och intensiv värme på grund av koldioxid inducerad global uppvärmning.
Vid konferensen i oktober presenterade hon resultaten från sina studier av geologiska formationer i Tunisien som bevarade en högupplöst rekord av klimatförändringar under tiden för den huvudsakliga pulsen i vulkanaktiviteten i Deccan Traps. Hennes bevis visar att nästan början av pulsen på 250 000 år fanns en "hypertermal" period med snabb uppvärmning som ökade havstemperaturen med 3-4 grader Celsius. Hon hävdade att temperaturerna förblev förhöjda genom pulsen och kulminerade med en andra "hypertermal" uppvärmning av haven med ytterligare 4-5 grader Celsius. Denna andra hypertermala uppvärmning inträffade inom en 10.000-årsperiod av mega-utbrott, vilket motsvarade den terminala kritiska utrotningen. Chicxulub-påverkan inträffade under pulsen på 250 000 år, men långt före utsläckningarna och den hypertermala händelsen.
Debatten om den relativa betydelsen av Chicxulub-påverkan och Deccan Trap-vulkanerna för att producera den terminala kritiska utrotningen är inte över. I maj i år publicerade ett team under ledning av Dr. Johan Vellekoop vid Institutionen för geovetenskaper vid Ulrecht University i Nederländerna bevis på ett geologiskt kort avsnitt av kylning som de hävdar som det första direkta beviset för en "påverkande vinter". Oavsett resultatet av debatten verkar det tydligt att kretatens slut, med dess super-vulkaner och gigantiska effekter, inte var en bra tid för livet på jorden.
Referenser och vidare läsning:
J. Coffey (2009) Asteroiden som dödade dinosaurierna, Space Magazine.
I. O’Neill (2009) (Blev dinosaurierna verkligen utplånade av en asteroid? Eventuellt inte (uppdatering), Space Magazine.
G. Keller (2012), The Cretaceous-Tertiary Mass Extinction, Chicxulub Impact, and Deccan Volcanism, Earth and Life, J.A. Talent, redaktör, Springer Science and Business media.
E. Klemetti (2013) Lokala och globala effekter av Laki-utbrottet 1783-84 på Island, Wired Science Blogs / Eruptions
J. Vellekoop et al. (2014) Snabb kylning på kort sikt efter Chicxulub-påverkan vid gränsen för krita-paleogen, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 111 (2) s. 7537-7541.
