سیارک در بهار با پایان زندگی دایناسورها به زمین برخورد می کند – زومیت

حدود 66 میلیون سال پیش، یک رویداد فاجعه بار سه چهارم گونه های گیاهی و جانوری روی زمین را از بین برد که مهمترین آنها دایناسورها بودند. دانشمندان مدت‌هاست که معمای این که چرا بسیاری از گونه‌ها منقرض شده‌اند در حالی که برخی زنده مانده‌اند را مجذوب خود کرده‌اند.

به گزارش Arestechnica، مقاله جدیدی در مجله نیچر به این نتیجه رسیده است که یکی از دلایل این انتخاب تکاملی، زمان وقوع حادثه است. بر اساس تجزیه و تحلیل ماهی های فسیل شده که بلافاصله پس از این رویداد مرگبار کشته شدند، نویسندگان به این نتیجه رسیدند که رویداد انقراض (حداقل در نیمکره شمالی) در بهار رخ داده است که منجر به چرخه تولید مثل سالانه بسیاری از گونه ها می شود.

همانطور که قبلاً در زومیت گزارش شد، پذیرفته‌شده‌ترین توضیح برای علت این انقراض جمعی فاجعه‌بار، فرضیه آلوارز است. لوئیس آلوارزوالتر، پسر یک فیزیکدان و زمین شناس آمریکایی، به این نام خوانده می شود. در سال 1980، دو دانشمند پیشنهاد کردند که رویداد انقراض ممکن است در نتیجه برخورد یک سیارک به زمین یا یک دنباله دار عظیم رخ داده باشد.

یک سیارک سرگردان از کمربند سیارک ها محتمل ترین علت این حادثه در نظر گرفته می شود. اما سال گذشته، ستاره شناسان هاروارد یک جایگزین ارائه کردند: یک دنباله دار خاص که از ابر اورت، منطقه ای حاوی ذرات ریز در لبه منظومه شمسی، سرچشمه می گیرد. این دنباله دار بر اثر گرانش مشتری منحرف شد و به سمت خورشید پرتاب شد. با این حال، در حال حاضر، توافق کلی در مورد سیارک سرگردان وجود دارد.

محتمل ترین محل برخورد یک دهانه بزرگ است که برای اولین بار توسط ژئوفیزیکدانان در Chixolub در شبه جزیره یوکاتان مکزیک در اواخر دهه 1970 کشف شد. در سال 2016، یک پروژه حفاری علمی به رهبری برنامه بین‌المللی اکتشاف اقیانوس، نمونه‌های هسته‌ای را از بالای دهانه استخراج کرد و تأیید کرد که سنگ‌ها برای چند دقیقه تحت فشار شدید قرار گرفته‌اند. سپس، در سال 2020، مقاله ای در مجله Nature Communications به این نتیجه رسید که یک سیارک در بدترین زاویه ممکن به زمین برخورد کرد و بیشترین آسیب را به همراه داشت.

سنگ برخوردی به اندازه کافی بزرگ (11 تا 81 کیلومتر) بود که گرانیت را ذوب کرد و آن را به بیرون از اعماق زمین تکان داد و احتمالاً باعث ایجاد سونامی و پرتاب سنگ‌های فسیل شده و سولفات‌ها به جو زمین شد. شواهد زمین‌شناسی برای آتش‌سوزی‌های جنگلی در مقیاس بزرگ نیز مستند شده است. محققان تخمین می زنند که برخورد سیارک یک میلیون برابر بیشتر از بمب هایی که در هیروشیما و ناکازاکی در سال 1945 پرتاب شد، انرژی آزاد کرد. همه این وقایع تأثیر مخربی بر آب و هوای جهانی گذاشت و منجر به انقراض دسته جمعی شد.

برخوردهای میکروبی (ذرات شیشه) از رسوبات رویداد تنیس در داکوتای شمالی.

اما رویداد انقراض کرتاسه پالئوژن برای دانشمندان یک راز باقی مانده است. زیرا انقراض گونه در طی این رویداد بسیار انتخابی بود. همه دایناسورهای بدون پرواز، پتروسورها، زنبورها و تقریباً تمام خزندگان دریایی منقرض شدند. اما بسیاری از گونه های پستانداران، پرندگان، کروکودیل ها و لاک پشت ها زنده می مانند. نویسندگان مقاله جدید حدس می زنند که فصل رویداد برخورد ممکن است بر روی این که کدام گونه منقرض شده و کدام گونه زنده مانده است، تأثیر گذاشته است.

در طول مسیر، ذخایر یک “رویداد تنیس” در یک مکان فسیلی در داکوتای شمالی، محققان را فریب داده است. برخورد سیارک به حدی قوی بود که فلات قاره را تکان داد و امواج عظیمی را در رودخانه ها و دریاچه ها ایجاد کرد. این امواج مقدار زیادی رسوب را حمل می کردند که ماهی ها را در دریاچه ها و رودخانه ها احاطه کرده و آنها را زنده به گور می کرد. در همین حال، ذرات شیشه ای (گوی های متلاشی کننده) سنگ مذاب اندکی پس از آن از آسمان بارید و در آبشش ماهی در حال مرگ فرو رفت. همه این اتفاقات منجر به تشکیل ذخایر تنیس شد. این رسوبات حاوی اکوسیستم های فسیلی است که به خوبی حفظ شده اند که در زمان برخورد وجود داشته اند.

ملانی در حال انجامدیرینه شناس دانشگاه اوپسالا و نویسنده اصلی این مطالعه به زمین تنیس رفت و چندین نمونه ارزشمند فسیل شده ماهی از جمله ماهی‌ماهی و ماهیان خاویاری را کشف کرد. نمونه ها شامل سه استخوان فک و دندان پوزه و سه باله سینه ای از ماهیان خاویاری بود. دورینگ به وب‌سایت Eurekalert گفت: برای ما واضح بود که باید این استخوان‌ها را تجزیه و تحلیل کنیم تا اطلاعات ارزشمندی در مورد لحظه برخورد بدست آوریم.

دانشمندان برای ایجاد بازسازی های سه بعدی از نمونه ها اسکن اشعه ایکس گرفتند و سپس الگوهای رسوب استخوان را در این مدل های مجازی نمایش دادند. به این ترتیب آنها توانستند نوسانات فصلی را در طول چرخه زندگی ماهی بهتر تجسم کنند.

داده‌ها همچنین نشان داد که ریزکره‌های ضربه‌ای (ذرات شیشه‌ای) فقط در آبشش پوزه و هیچ جای دیگری در اسکلت یافت نشد. نشانه واضحی وجود دارد که ذرات شیشه وارد آبشش ها می شوند و امواج قدرتمند حامل رسوب تقریباً به طور همزمان رخ می دهد. نویسندگان می نویسند، “این بدان معنی است: [ماهی] او در جریان برخورد سیارک و در آخرین دقایق دوره کرتاسه زندگی می کرد و به دنبال غذا بود.

قطعات استخوان ماهی در رزین اپوکسی و گلوله های شیشه ای برای تجزیه و تحلیل فلورسانس اشعه ایکس.

تیم تحقیقاتی تکه‌هایی از استخوان‌ها را از تمام ماهی‌ها جدا کردند و برای مشاهده دقیق‌تر زیر میکروسکوپ روی اسلایدها قرار دادند. هر دو نوع استخوان (استخوان فک و باله سینه‌ای) با ریختن ردیف‌هایی از استئوبلاست‌ها (سلول‌های بزرگی که مسئول ساختن و معدنی کردن استخوان‌ها هستند) رشد می‌کنند. دانشمندان خطوط نشانگر رشد کوتاه مدت (LAGs) را در نمونه ها (درست مانند حلقه های درخت) شناسایی کردند که نشانگرهای کلیدی چرخه های رشد سالانه در طول عمر هستند. دانشمندان بر این باورند که توزیع، شکل و اندازه سلول های استخوانی نیز با فصول در نوسان است.

تجزیه و تحلیل ها نشان داد که هر شش ماه، رشد دره متوقف می شود (یعنی می میرد) در حالی که یک منطقه رشد جدید بلافاصله پس از رسوب LAG تشکیل می شود. در نتیجه، ماهی ها در بهار مردند، که احتمالاً مطلوب ترین فصل رشد آنها است. دنیس فوتنتراکم و حجم سلول‌های استخوانی را می‌توان طی سال‌ها در همه ماهی‌های مورد مطالعه بررسی کرد؛ ویژگی‌هایی که نشان می‌دهند [مرگ ماهی در فصل] بهار، تابستان، پاییز یا زمستان بود. ما شاهد افزایش تراکم و حجم سلولی بودیم، اما آنها هنوز در طول سال مرگ به اوج خود نرسیده بودند که نشان می‌دهد رشد ناگهانی متوقف شده است.»

Doering و همکارانش همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد رژیم غذایی سالانه ماهی، تجزیه و تحلیل ایزوتوپ کربن را انجام دادند. دسترسی به غذا بین بهار و پاییز به اوج خود می رسد و تمام زئوپلانکتون های خوش طعمی که توسط ماهی خورده می شود اسکلت در حال رشد را با مواد مغذی غنی می کند و نسبت بین ایزوتوپ سنگین تر کربن 13 به ایزوتوپ سبک تر کربن 12 را افزایش می دهد. این در مطالعه یکی از نمونه های بینی نشان داده شد. سیگنال ایزوتوپ کربن در تاریخچه رشد این بینی بدخیم تایید می کند که فصل تغذیه هنوز به اوج خود نرسیده است. به عبارت دیگر ماهی در بهار مرد.

قسمت نازک فک پاروتید تغییراتی را در سلول های استخوانی (لکه های سفید) در طی چند سال با نسبت ایزوتوپ کربن نشان می دهد.

مطالعات قبلی بر اساس شواهدی از انجماد غیرعادی در ایالت وایومینگ ایالات متحده که در نمونه‌های دیرینه‌شناسی حفظ شده بود، فرض می‌کرد که دوره پالئوژن کرتاسه در ژوئن (اواخر بهار و اوایل تابستان) منقرض شده است. با این حال، طبق گفته های Doering و همکاران، فرضیات زیربنای این مطالعات اکنون رد شده اند. در عوض، آنها یک برخورد کمان را پیشنهاد می کنند که یک سری پدیده را آغاز می کند که گونه های مختلف را در مقیاس های زمانی مختلف می کشد.

به عنوان مثال، تشعشعات شدید مادون قرمز ناشی از بازگشت مواد دور ریخته شده به جو و آتش سوزی های ناشی از آن و البته باران های اسیدی، عمدتاً محیط های آسیب پذیر قاره ای را تحت تأثیر قرار داد و عملاً انقراض فوری این گونه را تعیین کرد. دوره بهار یک مرحله بسیار مهم در چرخه زندگی گونه هایی بود که در نیمکره شمالی زندگی می کردند.

در مقابل، بسیاری از گونه هایی که در نیمکره جنوبی زندگی می کنند به جای اینکه برای چرخه تولید مثل خود آماده شوند به خواب زمستانی می روند. این ممکن است به بقای گونه ها، به ویژه پستانداران، برخی از دوزیستان، پرندگان و کروکودیل ها کمک کرده باشد. این گونه ها احتمالاً در زمان برخورد در گودال ها یا غارها پناه گرفتند.

نویسندگان می نویسند: «گونه هایی با دوره تخم ریزی طولانی تر، مانند خزندگان بدون پرواز، از جمله پتروسورها و بیشتر دایناسورها، نسبت به سایر گروه ها (مانند پرندگان) بیشتر در معرض اختلالات محیطی ناگهانی هستند. در واقع، اکوسیستم های نیمکره جنوبی که تحت تأثیر حادثه سقوط جنوبی قرار گرفتند، ظاهراً دو برابر سریع تر از جوامع در نیمکره شمالی بهبود یافتند. “این با اثر فصلی در پاکسازی زیستی مطابقت دارد.”