Mọi người đều biết một cuộc tấn công tiểu hành tinh đã quét sạch khủng long, phải không? Rất nhiều bằng chứng cho thấy sự kiện tác động Chicxulub đã gây ra hậu quả khủng khiếp cho loài khủng long. Nhưng bức tranh phức tạp hơn thế một chút. Hoạt động núi lửa cực đoan có thể đã góp phần vào sự tuyệt chủng.
Vào cuối thời kỳ kỷ Phấn trắng, khoảng 66 triệu năm trước, khủng long đã tuyệt chủng. Và không chỉ khủng long; khoảng 75% tất cả các loài thực vật và động vật đã tuyệt chủng. Khủng long Avian sống sót.
Cùng lúc đó, một tiểu hành tinh hoặc sao chổi khổng lồ đâm sầm vào bán đảo Trái Đất Yucatan, ở Mexico ngày nay. Được gọi là sự kiện va chạm Chicxulub, nó che mờ bầu khí quyển bằng hơi nước và bụi đặc biệt kéo dài, do cấu trúc và loại đá tại vị trí va chạm.
Thật dễ dàng để kết luận rằng Chicxulub gây ra sự tuyệt chủng. Có rất nhiều bằng chứng ngoài các trang web tác động.
Trước hết, bản thân sự tuyệt chủng được gọi là sự tuyệt chủng Creta - Paleogen (tuyệt chủng K - PG), bởi vì nó đánh dấu sự kết thúc của kỷ nguyên kỷ Phấn trắng và sự khởi đầu của thời kỳ Paleogen. (Nó cũng được gọi là tuyệt chủng kỷ Phấn trắng (tuyệt chủng K-T.)
Hồ sơ địa chất chứa một lớp trầm tích từ 66 triệu năm trước được gọi là ranh giới K-PG. Ranh giới K - PG có mặt ở cả đá biển và đất liền trên khắp thế giới. Nó chứa rất nhiều iridium kim loại, rất hiếm trên Trái đất, nhưng có nhiều trong các tiểu hành tinh. Kết luận là tác động Chicxulub đã lan truyền iridium vào bầu khí quyển trên toàn cầu và hiện được bảo tồn trong địa chất Trái đất, một loại súng hút thuốc cho sự kiện va chạm.
Nhưng có bằng chứng ngày càng tăng rằng các vụ phun trào núi lửa đã góp phần vào sự tuyệt chủng hàng loạt cách đây 66 triệu năm và bằng chứng đó xuất phát từ một khối đá gọi là Deccan Traps. Một nghiên cứu mới củng cố mối liên hệ giữa Tuyệt chủng K-PG và hoạt động núi lửa gây ra Bẫy Deccan.
The Deccan Traps là một khu vực ở Ấn Độ được gọi là một tỉnh lửa lớn. Nó là một trong những đặc điểm núi lửa lớn nhất trên Trái đất. Các Bẫy nhiều lớp dung nham bazan, và tất cả cùng nhau họ có nhiều hơn 2 km (1,2 dặm) dày. Các bẫy Deccan có diện tích 500.000 km. mét vuông (200.000 dặm vuông), mặc dù tại một thời điểm, chúng có diện tích lên tới 1,5 triệu km vuông. (600.000 dặm vuông..) Khối lượng của dung nham là 1 triệu khối km (200.000 dặm khối.)
Cái tên Cúp Traps 'có nguồn gốc từ tiếng Thụy Điển là trappa' có nghĩa là cầu thang. Nó đề cập đến cấu trúc giống như bước trong cảnh quan khu vực.
Có nhiều hơn những cái bẫy này hơn là đá. Lượng hoạt động núi lửa cần thiết để tạo ra Deccan Traps sẽ làm ô nhiễm bầu khí quyển với khí độc. Bây giờ, hai nhà địa chất học từ Đại học Princeton đã rút ra mối liên kết mạnh mẽ hơn giữa Bẫy Deccan và K-PG tuyệt chủng với dòng thời gian có độ phân giải cao đầu tiên cho các vụ phun trào tạo ra Bẫy Deccan Ấn Độ. Nghiên cứu của họ xuất hiện trên tạp chí Khoa học ngày 22 tháng 2.
Hai nhà khoa học là Blair Schoene và Gerta Keller, cả hai đều thuộc Đại học Princeton. Họ đã lãnh đạo một nhóm quốc tế cho nghiên cứu này, họ đã cố gắng hẹn hò với các lớp khác nhau của Deccan Traps chính xác hơn bao giờ hết.
Schoene, một giáo sư về khoa học địa chất cho biết, mọi người đã nghe nói rằng khủng long đã chết vì một tiểu hành tinh đâm vào Trái đất. Những gì nhiều người không nhận ra là nhận ra rằng đã có nhiều sự tuyệt chủng hàng loạt khác trong 500 triệu năm qua, và nhiều trong số chúng trùng với các trận mưa núi lửa lớn từ các núi lửa lớn được gọi là bazan lũ lụt hoặc các tỉnh lửa lớn.
Đây không phải là lần đầu tiên các bẫy liên quan đến sự tuyệt chủng K-PG. Nhưng độ chính xác trong nghiên cứu mới này lái xe về nhà.
Nỗ lực cho đến ngày hình thành địa chất được gọi là đồng bộ địa lý. Địa lý học sử dụng các đặc điểm vốn có của các tảng đá để tìm tuổi của chúng, thường dựa vào tỷ lệ đồng vị và phân rã phóng xạ để làm như vậy.
Kỹ thuật địa hóa học nổi tiếng nhất, thường được gọi là niên đại carbon, sử dụng tốc độ phân rã của carbon phóng xạ-14 để tìm tuổi hóa thạch. Nhưng niên đại carbon chỉ hoạt động đối với mô sống cách đây vài nghìn năm, làm cho nó hữu ích cho khảo cổ học chứ không phải cho bazan 66 triệu năm tuổi.
Đối với các loại đá từ khoảng thời gian tuyệt chủng hàng loạt, các nhà địa chất học có một vài lựa chọn về vật liệu phóng xạ tự nhiên. Đồng bộ hóa địa chất chì Urani mang lại tuổi rất chính xác, nhưng khoáng chất chứa uranium hiếm khi xảy ra ở đá bazan, đá tạo nên dòng dung nham khổng lồ tại Deccan Traps. Đá zircon chứa Uranium là một phương pháp khác để xác định niên đại đá cổ, nhưng nó thường được tìm thấy trong các vụ phun trào nổ từ núi lửa loại St. Helens, có hóa học giàu silica hơn.
Với những hạn chế hẹn hò trong tâm trí, nhóm các nhà khoa học đã thận trọng về dự đoán thành công. Họ không bao giờ dự đoán rằng chuyến đi đầu tiên của họ đến Deccan Traps sẽ mang lại kết quả mà họ đã làm.
Tôi không nghĩ rằng bất kỳ ai trong chúng tôi dự đoán rằng chuyến đi đầu tiên của chúng tôi đến Deccan Traps sẽ dẫn đến loại dữ liệu mà chúng tôi có thể tạo ra, ông nói, ông Edd Eddy thuộc Lớp 2011, hiện là cộng tác viên nghiên cứu sau tiến sĩ về khoa học địa chất và một đồng tác giả trên Khoa học giấy.
Nhưng họ đã gặp may mắn.
Trong vài ngày đầu tiên tại Deccan Traps, các nhà khoa học đã thu thập các mẫu của cái được gọi là bazan hạt thô. Đá bazan là loại đá núi lửa phổ biến nhất trên Trái đất. Họ đang tìm kiếm các mẫu có chứa khoáng chất chứa urani, vì sự phân rã phóng xạ của urani là một phương pháp chuẩn hóa của địa hóa học. Lúc đầu, họ không tìm thấy gì, vì những tảng đá như vậy rất hiếm trong các thành tạo như Bẫy Deccan và phổ biến hơn trong tro núi lửa.
Nhưng sau vài ngày, họ đã tìm thấy loại đá giàu silica mà họ đang tìm kiếm.
Trong suốt tuần đầu tiên ở Ấn Độ, chúng tôi đã tìm thấy một lớp tro silic cao giữa hai dòng bazan và nó đã chuyển bánh răng của chúng tôi, Keith Eddy nói. Các nhà nghiên cứu biết rằng tro núi lửa giàu silica có thể dễ dàng chứa các tinh thể zircon nhỏ bảo quản uranium phóng xạ. Một bước đột phá thực sự đã diễn ra một hoặc hai ngày sau đó, khi Blair nhận ra rằng các loại đất hóa thạch cũng có thể đã thu thập loại tro này với số lượng nhỏ, ông Edd Eddy nói.
Vì vậy, nhóm đã thay đổi trọng tâm của họ. Thay vào đó, họ tìm kiếm các mỏ tro giữa các dòng bazan, tìm kiếm urani phóng xạ bên trong zircon, chứa trong tro. Uranium tạo ra zircon, và do đó các lớp tro, dễ dàng hẹn hò. Bằng cách xác định niên đại của các lớp tro bên trên và bên dưới dòng dung nham, họ có thể xác định chính xác hơn ngày dung nham và ngày phun trào.
Nhóm nghiên cứu đã trải qua ba mùa thực địa tại tỉnh Deccan và gửi mẫu từ 141 địa điểm trở lại phòng thí nghiệm tại Princeton. 24 trong số các mẫu đã tổ chức những gì nhóm cần: tinh thể zircon mang urani. Phân tích các mẫu cho thấy bẫy Deccan được tạo ra bởi bốn xung phun trào riêng biệt. Và mỗi xung đó đánh vần cái chết của khủng long, và cho hầu hết các dạng sống khác trên Trái đất vào thời điểm đó.
Mỗi khi một ngọn núi lửa phun trào, nó sẽ thay đổi bầu khí quyển. Một lượng lớn lưu huỳnh và carbon dioxide được phun vào khí quyển từ sự cô lập lâu dài của chúng bên trong các tảng đá. Lưu huỳnh có tác dụng làm mát ngắn hạn đối với khí quyển, trong khi carbon dioxide có tác dụng làm ấm lâu dài. Cả hai kết hợp có thể dẫn đến sự thay đổi khí hậu hoang dã.
Schoene cho biết, những thứ này có thể dẫn đến sự thay đổi khí hậu giữa thời kỳ ấm và lạnh khiến cho cuộc sống trên Trái đất thực sự khó khăn. Nhưng để biết rõ hơn những vụ phun trào này sẽ ảnh hưởng đến sự sống trên Trái đất như thế nào, họ phải điều chỉnh thời gian hợp lý. Một lượng lớn CO2 sẽ có tác dụng rất khác nhau nếu được bơm vào khí quyển trong một trăm năm so với khi phải mất một triệu năm để được tiêm.
Trong số bốn xung phun trào mà các nhà khoa học xác định, hai trong số chúng đã diễn ra trước khi tuyệt chủng hàng loạt. Lần thứ hai trong số hai người chỉ bắt đầu hàng chục ngàn năm trước khi tác động Chicxulub, gần như ngay lập tức về mặt địa chất. Schoene cho biết, hai xung đầu tiên tương ứng với một khoảng thời gian mà khí hậu biến động từ lạnh sang nóng trở lại và nhiều nhà khoa học cho rằng điều này cho thấy sự gián đoạn ban đầu đối với khí hậu có thể góp phần vào sự kiện tuyệt chủng hàng loạt, Schoene nói. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng có lẽ xung thứ hai có thể đóng một vai trò quan trọng trong sự tuyệt chủng chính nó xảy ra ngay trước khi nó xảy ra.
Gerta Keller cho biết núi lửa núi Deccan là nguyên nhân rất có thể gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt khủng long. Tác động của Chicxulub có thể đã góp phần vào sự sụp đổ của họ, mặc dù thời gian và tác động môi trường của tác động này vẫn còn được xác định.
Một nghiên cứu gần đây được công bố trên cùng một vấn đề Khoa học đã sử dụng một phương pháp khác để hẹn hò với Deccan Traps và đưa ra các ngày khác nhau. Nghiên cứu này kết luận rằng có bốn xung núi lửa riêng biệt mà nghiên cứu của Princeton đã xác định, và hơn 90% khối lượng bẫy Deccan đã phun trào trong vòng chưa đầy 1 triệu năm. Nó cũng kết luận rằng khoảng 75% xảy ra sau sự tuyệt chủng K-PG và sự thay đổi khí hậu ở cuối kỷ Phấn trắng trùng với các giai đoạn phun trào nhỏ nhất tại Bẫy Deccan. Nếu vậy, núi lửa Deccan bẫy không thể đã gây ra sự tuyệt chủng.
Các nhà khoa học khác, nhận thức được bản chất của tác động so với tranh luận về núi lửa rằng nghiên cứu này là một phần của, có nhiều hạn chế hơn trong kết luận của họ.
Nói chung, tôi nghĩ rằng bài báo này rất có ý nghĩa và thú vị, Pincelli Hull, một giáo sư trợ lý địa chất và địa vật lý tại Yale, người không tham gia vào nghiên cứu này và đã tranh luận về vai trò của núi lửa trong sự tuyệt chủng hàng loạt. Bài báo là một bước tiến lớn trong việc định thời cho các vụ phun trào [Deccan Traps], nhưng làm thế nào liên quan đến thời điểm bùng phát vẫn là một câu hỏi lớn cần được giải quyết để tìm ra chính xác vai trò liên quan của núi lửa và tác động là gì.
Nó ít khi một nghiên cứu trong một chuỗi các nghiên cứu dài đặt một cuộc tranh luận khoa học lên giường ngủ, và nghiên cứu này không khác gì. Khoa học tiến bộ khi các nhà khoa học trở nên tốt hơn trong việc đo lường mọi thứ và suy nghĩ về chúng. Chiến thắng này là kết thúc của cuộc tranh luận.
Có thể là phải mất một hai cú đấm để gây ra Tuyệt chủng K-PG. Những con khủng long có thể đã bị đánh gục bởi tác động của Chicxulub và trên đường trở về, sau đó bị núi lửa hạ gục. Hoặc nó có thể còn phức tạp hơn thế.
Một nghiên cứu năm 2016 cho thấy các loài khủng long đã tuyệt chủng hàng triệu năm trước khi tuyệt chủng K-PG và loài mới này xuất hiện để thay thế chúng. Đồng thời, các loài động vật có vú ngày càng trở nên đa dạng hơn và có thể thích nghi tốt hơn với những thay đổi do hoạt động của núi lửa và tác động Chicxulub gây ra. Có thể tiến hóa, những con khủng long đã chạy quá trình của chúng, và tác động và những ngọn núi lửa chỉ là dấu chấm than.
Và có lẽ chúng tôi không bao giờ biết chắc chắn.
Nguồn:
- Thông cáo báo chí: Có phải núi lửa đã giết chết khủng long? Bằng chứng mới chỉ ra ‘có thể.
- Tài liệu nghiên cứu: Những hạn chế của U-Pb đối với sự phun trào xung của các bẫy Deccan trong sự tuyệt chủng hàng loạt cuối kỷ Phấn trắng
- Tài liệu nghiên cứu: Tốc độ phun trào của núi lửa Deccan liên quan đến ranh giới Creta - Paleogen
- Tài liệu nghiên cứu: Khủng long suy tàn hàng chục triệu năm trước khi tuyệt chủng cuối cùng
