Tavasz volt a Föld északi féltekén, amikor kihaltak a dinoszauruszok

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

A dinoszauruszok 150 millió éves uralma az északi félteke egy tavaszi napján ért véget – állapította meg egy új, a Chicxulub-kisbolygó becsapódásának napján elpusztult halak fosszíliáit vizsgáló kutatás.

A Nature folyóiratban ma délután Melanie During, az Uppsalai Egyetem kutatója és kollégái által közölt szenzációs eredmények segítenek megmagyarázni, miért volt eltérő földrajzilag és élőlénycsoportonként is a 66 millió évvel ezelőtti kréta-paleogén (K-Pg) kihalást okozó drámai esemény hatása.

Fantáziarajz a Tanis lelőhelyet a Chicxulub-kisbolygó becsapódása után elérő árhullámrólIllusztráció: Joschua Knüppe

A kréta végi utolsó nagy kihalás a fajok hozzávetőleg 76 százalékát eltörölte bolygónkról, köztük minden nem madár dinoszauruszt, pteroszauruszt (repülő őshüllőt) és a legtöbb tengeri hüllőt. A kataklizmát az egész Földön egy irídiumban gazdag geológiai határvonal rögzíti, amelynek vizsgálata az amerikai Luis Alvarez és Walter Alvarez testvérpár kutatócsoportját, valamint Jan Smit holland paleontológust 1980-ban egymástól függetlenül vezette arra a következtetésre, hogy a kihalást egy 10–15 kilométeres kisbolygó becsapódása okozhatta. A mai mexikói Yucatán-félszigetnél lévő, közel 200 kilométeres átmérőjű Chicxulub-kráter 1991-es azonosítása tovább erősítette a hipotézist, amely 2010-re tudományos konszenzussá vált. Három évvel később példátlan pontosságú kormeghatározással az is kiderült, hogy a mai élővilágot eredményező esemény 66,043 millió éve történt.

2019-ben egy fiatal amerikai paleontológus, Robert DePalma és kollégái szenzációs bejelentést tettek egy Észak-Dakotában, a késő krétakori Hell Creek formációban található Tanis nevű lelőhely felfedezéséről, amelynek üledékrétege szerintük a kihalás napjának eseményeit rögzítette. Néhány hónappal ezután egy több éves nemzetközi projekt közvetlenül a Chicxulub-kráterből vett fúrási minták alapján megállapította a lehető legrosszabb szögben és helyen történő becsapódást követő percek és órák forgatókönyvét. 2019 végéig az is kiderült, hogy az óceánoknak a kisbolygó által közvetve kiváltott elsavasítása hogyan tarolta le a tengeri ökoszisztémákat. 2020-ban megtudtuk, hogy a kihaláshoz mégsem volt lényegében semmi köze a kréta vége előtt több százezer évvel, az indiai-szubkontinensen zajló Dekkán-trapp bazaltos vulkanizmusnak, majd tavaly ezt a konklúziót erősítette meg az a kutatás is, amely a Chicxulub-krátert minden kétséget kizáróan a kréta végét jelző geológiai határvonallal kapcsolta össze.

Halcsontok vizsgálata adta meg a választ a kihalás évszakjára

Annak megállapítása, hogy a kihalás pontosan melyik évszakban történt, eddig váratott magára. Most úgy tűnik, Duringnak és munkatársainak a Tanis lelőhelyről előkerült tokalakú halak maradványainak vizsgálatával ez a bravúr is sikerült. A halak fosszíliáit, melyek a földtörténeti középidő, a mezozoikum utolsó óráinak eseményeit rögzítik, a kutatók 2017 augusztusában gyűjtötték, másfél évvel azelőtt, hogy DePalmáék felhívták az egész világ figyelmét a lelőhelyre. A csontszövettani vizsgálatokat három ősi édesvízi tokhal mellúszóinak úszósugarain, és három lapáthal legnagyobb alsó állkapcsi csontján, a fogcsonton végezték el. Ez feltárta a halak életének és a kréta időszak utolsó néhány évének életciklusait, mivel a növekedési mintázatok megőrizték az évszakok változásainak nyomait. Korábban vizsgált famaradványok alapján azt is tudni lehet, hogy a kréta végén az akkor az északi 50. szélességi fokon elhelyezkedő Tanis lelőhelyen egymástól elkülönülő négy évszak volt jellemző, télen 4–6 Celsius-fokos, nyáron 19 fokos átlaghőmérséklettel.

Melanie During a Tanis lelőhelyen egy lapáthal feltárása közbenFotó: Joschua Knüppe

A kutatók a 3 ezer kilométerre lévő becsapódásban keletkezett tektit üveggömböcskéket kizárólag a tokhalak kopoltyúívei közé ékelődve találták meg, a csontok háromdimenziós szerkezetet rekonstruáló mikrotomográfiás (mikro-CT) eljárás segítségével. Ez a szakemberek szerint arra utal, hogy a halak egyszerre és hirtelen pusztultak el. Erre néhány tíz perccel a kisbolygó becsapódása után kerülhetett sor, amikor a 10–11-es magnitúdójú földrengések következtében létrejött árhullámok elérték az egykor folyóparti Tanis lelőhelyet. Mint Melanie During a Nature által szervezett sajtótájékoztatón elmondta, lényegében száz százalékig biztosak benne, hogy a halak a becsapódás utáni egy órában pusztultak el.

A mikrotomográfiás, valamint az elemi összetételt feltáró, a fosszíliák kiváló megőrződését bizonyító röntgen-fluoreszcens vizsgálatok a különböző életmódot folytató tokhalak és lapáthalak esetén is arra mutattak, hogy az állatok a növekedési szezon elején pusztulhattak el, mielőtt a nekik táplálékul szolgáló zooplankton nyáron elérte volna mennyiségének csúcsát. Ezzel egybevág az egyik lapáthal csontjainak stabil szénizotópos (13C/12C) vizsgálata is, ami feltárta, hogy az állat elpusztulása idején még nem érte el az éves növekedési ciklusának csúcsát. E bizonyítékok alapján a kutatók megállapították, hogy a halak a kisbolygó becsapódásával egyidejű pusztulása az északi félteke tavaszán történt. Egy néhány hónapja, a Scientific Reportsban Robert DePalma és kollégái által közölt tanulmány tavasz és nyár közé tette a kihalás idejét, melyet Melanie Duringék régebb óta zajló kutatása fejlett vizsgálati módszerekkel pontosítani tudott.

A Föld északi féltekét súlyosabban érinthette a tavaszi kihalás

A Chicxulub-kisbolygó 66 millió évvel ezelőtti találkozása a Földdel hatalmas hő- és lökéshullámokat, cunamikat és földrengéseket indított, és elpusztította a Yucatán-félsziget környékét. A becsapódás hatására közel 100 kilométeres területen és 20–25 kilométer mélyen kivájt földkéregből félelmetes mennyiségű üledékes és magmás kőzet távozott, aminek egy része aláhullva felhevítette bolygónk légkörét, globális erdőtüzeket okozva. Melanie Duringék szerint kicsivel ez után az északi féltekén a légkörbe került por és aeroszolok hatására a mezozoikum utolsó tavasza egy savas esőkkel tarkított, globális becsapódási télbe váltott. Az üledékes kőzetekből felszabadult szén-dioxid pedig hosszabb távon további, súlyos éghajlati változásokat okozhatott.

A tavaszi időszak rengeteg élőlénynek kifejezetten érzékeny szaporodási és táplálékgyűjtési periódus, így az északi féltekén élő növényeket és állatokat a becsapódás különösen katasztrofálisan érintette. Bár az első órák, napok, hónapok és évek apokaliptikus következményeiből a bolygó déli félteke sem maradt ki, mivel ott a kihalás kezdetén ősz volt, az ökoszisztémák a kutatók szerint kétszer gyorsabban állhattak helyre mint északon. Annak feltárása, hogy a becsapódás az északi felteke tavaszán történt, nem csak a kihalás földrajzi különbségeit, hanem azt is segíthet megmagyarázni, hogyan voltak képesek túlélni jelentős élőlénycsoportok, mint az emlősök, vagy egyedüli dinoszauruszokként a madarak. During és kollégái szerint a válasz részben abban keresendő, hogy a kréta végi élőlények éves szaporodási, táplálkozási, hibernációs, és nyugalmi periódusai idejükben és időzítésükben csoportonként jelentősen különböztek.

A nem madár dinoszauruszok és a pteroszauruszok tojásainak inkubációs ideje például hosszabb volt a madarakhoz képest, így jobban ki voltak téve a környezeti változásoknak. Duringék felvetik annak a lehetőségét is, hogy az emlősök föld alatti elrejtőzése hozzájárulhatott a kiterjedt erdőtüzek ellenére való túlélésükhöz a déli féltekén, ahol a téli hibernációra készülő állatok már üregeikben lehettek, így jóval kevésbé voltak kiszolgáltatva, mint északi társaik. Hasonló, felszín alatti rejtekhelyek adhattak védelmet kétéltűeknek, krokodiloknak és madaraknak a kataklizma kezdetén, hosszabb távon pedig egyes madarak és emlősök képesek lehettek alternatív táplálékforrásokat találni az összeomló ökoszisztémákban.

A kutatók szerint eredményeik segíthetnek elkülöníteni a kihalás közvetlen és hosszabb távú hatásait, ami rávilágít, hogy milyen kihalási rizikófaktorokkal rendelkeznek egyes élőlények, és milyen környezeti károsodásra lehet számítani az emberi tevékenység által okozott globális felmelegedés miatt. Emellett, mint a sajtótájékoztatón elmondták, abban reménykednek, hogy kutatásuk másokat is inspirál annak összerakására, hogy miért vészelték át egyes fajok és csoportok a kihalást, míg mások nem.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: