סוף תקופת הקרטיקון לפני 66 מיליון שנה היה תקופה קשה לחיות בכדור הארץ.
שלוש קטסטרופות עולמיות התרחשו כמעט בו זמנית: המטאוריט של Chicxulub נגח במה שהוא כיום חצי האי יוקטן של מקסיקו, פרובינציית הגעש המסיבית הענקית בהודו המודרנית התפרצה, וכשלושה רבעים מהצמחים ובעלי החיים של כדור הארץ, כולל כל הדינוזאורים שאינם העופות. נכחד. התרחשותם של שלושת האירועים הללו במקביל בתולדות כוכב הלכת שלנו עוררה דיון בן עשרות שנים סביב קשרים סיבתיים. ניתן להעלות על הדעת רצף גדול של התפרצויות געשיות או פגיעה בחוץ לארץ בהכחדה המונית - אך האם כולם קשורים איכשהו?
כמדעני כדור הארץ, יש לנו סיבה להאמין שיכול להיות אירוע נוסף להוסיף לרשימה. המחקר החדש שלנו, שפורסם ב- Science Advances, מראה כי ייתכן שההשפעה של Chicxulub הפעילה פעילות וולקנית נוספת הרחק ממלכודות הדקאן - לאורך עשרות אלפי מיילים של רכסים וולקניים תת-ימיים שנמצאים בשולי לוחות טקטוניים. השפעת המטאוריטים גרמה לגלים סיסמיים גדולים שהסתובבו ברחבי העולם וככל הנראה היו מסוגלים לשטוף מאגמה מחוץ למעטפת ולתוך הקרום האוקיאני. יש להניח שזו תהיה חדשות רעות יותר עבור הדינוזאורים והצומח והצומח האחרים באותה תקופה.
**********
ידוע שפעילות סייסמית יכולה לעורר מגוון של תופעות הידרולוגיות, ולעיתים אפילו התפרצויות וולקניות. בעקבות רעידות אדמה גדולות סמוכות, נחלים יבשים יכולים להתחיל לזרום, רמות באר יכולות לעלות או לרדת ולפעמים מתפרצות גייזרים. סייסמיות גם מגדילה פעילות וולקנית, אך רק כאשר התנאים צודקים - מדובר רק בכ- 0.4 אחוז מהתפרצויות וולקניות מתפוצצות שעלולות להיגרם על ידי רעידות אדמה גדולות.
אז האם רעידת האדמה המסיבית שנוצרה כאשר המטאוריט של Chicxulub התרסק לכדור הארץ יכולה להיות קשורה להתפרצויות המתמשכות במלכודות הדקאן? מחוז וולקני זה כיסה חלק ניכר מהודו בזרמי לבה בפחות ממיליון שנים. צוות חוקרים בראשות אוניברסיטת קליפורניה, בראשות ברקלי (כולל אחד מאיתנו, לייף קרלסטרום) שב לבחון את האפשרות לקשר בין שני האירועים הללו.
המאמצים האחרונים עד כה להתפרצויות אלה הראו בבירור כי מלכודות הדקאן החלו להפזר לבה לפני שהשפעת המטאוריטים וההכחדה ההמונית התרחשה. אולם המחקר בראשות ברקלי הצביע על כך שההשפעה של Chicxulub הפעילה עלייה מהירה בשיעור ההתפרצות שלהם. אם נכון, ניתן יהיה לחבר בין שלושת האירועים: ההשפעה תגיע בעקבות פעילות וולקנית מואצת שיכולה לתרום להכחדה המונית.
זרימות לבה מתחת למים נודפות החוצה בין צלחות טקטוניות, כמו ב- Axial Seamount, שם היא שוכנת על גבי לבות ישנות יותר. (ביל צ'אדוויק, אוניברסיטת אורגון, ו- ROV ג'ייסון, המוסד לאוקיאנוגרפיה של וודס הול, CC BY-ND) **********
אם ההשערה המפעילה-לפי-השפעה צודקת, היינו מצפים שגם מערכות וולקניות אחרות היו מוצאות לדרך.
בכל זמן נתון, הרוב המכריע של הפעילות הוולקנית על פני כדור הארץ אינו מתרחש בשיטפונות המכסים את היבשת או בפיצוצים כמו בהר סנט הלנס. זה על קרקעית הים, שם מתפשטות הלוחות הטקטוניים. כאשר קרום כדור הארץ מתפצל, שכבת המעטפת המוצקה ברובה עולה למילוי החלל שנוצר. הוא נמס כשהוא מתפרק בדרך למעלה.
איור של רכס באמצע האוקיאנוס, עם מאגמה העולה מן המעטפת ומתפרצת דרך הקרום בגבול שבין צלחות טקטוניות. (רקע, א. פול אוברלנדר, WHOI Services Graphic. Inset, ביל צ'אדוויק, אוניברסיטת אורגון, ו- ROV ג'ייסון, המוסד לאוקיאנוגרפיה של וודס הול. שונה על ידי ג'וזף בירנס, CC BY-ND) מאגמה חדשה זו מציגה את דרכה אל פני השטח ומדלקת פעילות וולקנית כמעט רציפה לאורך מה שמכונה רכסי אמצע האוקיאנוס. תהליך זה יוצר כמעט את כל הקרום בקרקעית האוקיאנוס. מכיוון שעידן קרקעית הים ידוע יחסית, הוא שומר על תיעוד של פעילות וולקנית אוקיאנית שנמתחת אחורה למעלה ממאה מיליון שנה. התיעוד המדהים הזה של פעילות וולקנית מייצר הזדמנות לבחון את ההשערה המפעילה.
במחקר החדש שלנו השתמשנו במערכות נתונים זמינות לציבור כדי לתעד את מבנה קרקעית הים המשתרעת 100 מיליון שנה אחורה. מכיוון שקיימות מפות טופוגרפיות טובות יותר עבור מאדים וונוס מאשר עבור קרקעית הים של כדור הארץ בקנה מידה עולמי, נאלצנו להשתמש בשיטות עקיפות כדי לחפש וריאציות במבני רצפת הים.
וריאציות דקות בחוזק הכובד במיקומים שונים כפי שנמדדים על ידי לוויינים מספקות את כלי המיפוי הנדרש. כתמים שיש בהם כמות עודפת של סלע היושבים על קרקעית הים, כפי שהייתם מצפים כתוצאה מפעילות געשית מואצת, יקבלו מדידה מעט חזקה יותר לשדה הכבידה של כדור הארץ.
הזמן עם החריגות המבניות הקטנות ביותר בקרקעית הים - המצביע על 8 אחוז יותר חריגות המוניות מהממוצע - מתרחש לפני 66 מיליון שנה ועולה בקנה אחד עם תקופת ההשפעה של המטאוריט Chicxulub. (Byrnes and Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) לאחר מכן בדקנו את התיעוד של "חריגות הכבידה" הללו כדי לחפש כל שינוי במבנה קרקעית הים שקרה במהירות. מצאנו ששפע יוצא דופן של חריגות מבניות קטנות אלה על קרקעית הים התרחש בתוך מיליון שנה מרגע השפעת Chicxulub. חריגות הכובד תואמות לערמות עודפות של 650 רגל בערך של עודף חומר המונחות על קרקעית הים בת 66 מיליון שנה באוקיינוסים ההודים והפסיפיים.
קשה להצמיד את הנפח הכולל של עודפי החומר, מכיוון שאפשר היה להזריק כמות גדולה של מאגמה לקרום התחתון, שם תהיה חתימת כבידה חלשה יותר. אך אנו מעריכים כי בסביבות תקופת ההשפעה של Chicxulub, בערך 23, 000-230, 000, 000 קוב מעוקמת של מגמה, פרצו מתוך רכסי האוקיאנוס התיכון, בכל רחבי העולם. זה בדומה לאירועי ההתפרצות הגדולים ביותר בתולדות 4.5 מיליארד השנים של כדור הארץ, כולל מלכודות Deccan.
נקודות מסמנות אזורים על קרקעית הים המראים שיעורי התפשטות גבוהים בזמן ההשפעה על Chicxulub לפני 66 מיליון שנה. הצבעים מצביעים על אנומליה הכבידה המרבית תוך 2 מעלות. (Byrnes and Karlstrom, Sci. Adv. 2018; 4: eaao2994, CC BY-ND) **********
התצפיות שלנו מעלות את רצף האירועים הבא בסוף תקופת הקרטיקון. לפני קצת יותר מ -66 מיליון שנה, מלכודות הדקאן מתחילות להתפרץ - ככל הנראה יזומות על ידי פלומת סלע לוהטת העולה מליבת כדור הארץ, דומה במובנים מסוימים למה שקורה מתחת להוואי או ילוסטון בימינו, שנפגע בצד הצלחת הטקטונית של הודו. רכסים ודינוזאורים באמצע האוקיאנוס ממשיכים בפעילותם הרגילה.
כ -250, 000 שנה לאחר מכן, צ'יקסולוב פוגע בחופי מה שיהפוך למקסיקו. ההשפעה גורמת לשיבוש מאסיבי באקלים של כדור הארץ, תוך הזרקת חלקיקים לאטמוספרה שבסופו של דבר ישקעו בשכבת טיט שנמצאה ברחבי כדור הארץ. בעקבות ההשפעה הפעילות הגעשית מאיצה לעשרות עד מאות אלפי שנים. רכסי אמצע האוקיאנוס פורצים כמויות גדולות של מאגמה, ואילו התפרצויות מלכודות הדקאן מציפות לבה ברוב חלקי תת היבשת ההודית. בסופו של דבר, שלושה רבעים ממיני הצומח ובעלי החיים של כדור הארץ נעלמו; הדינוזאורים היחידים שנותרו הם הזן הנוצה, המעופף, המכונה בדרך כלל ציפורים.
כעת המטרה היא לצמצם עוד יותר את ההבנה שלנו בכל אירוע ובאינטראקציות שלהם. האם הייתה מספיק פעילות ברכס אמצע האוקיאנוס כדי לתרום להכחדה ההמונית, או שמא הגעש הצוללת שהופעל היה רק סימפטום לאיזו מחלה פלנטרית משמעותית יותר? האם מערכות וולקניות אחרות הופעלו כתוצאה מההשפעה של Chicxulub? מי מילא תפקיד גדול יותר בהנעת הכחדה: הגעש או המטאור?
מה שברור הוא שמחקר חדש זה מצביע על קשרים בקנה מידה עולמי בין קטסטרופות, תזכורת טובה לכך שאירועים המתרחשים בצד השני של כדור הארץ יכולים להרגיש השפעות בכל מקום.
מאמר זה פורסם במקור ב- The Conversation.
לייף קרלסטרום, עוזר פרופסור למדעי כדור הארץ, אוניברסיטת אורגון
ג'וזף בירנס, פוסט-דוקטורט למדעי כדור הארץ, אוניברסיטת מינסוטה
