Událost, která vyhubila dinosaury

Před zhruba 66 miliony roků došlo na naší planetě k obrovské katastrofě, při které vymřely tři čtvrtiny všech rostlinných a živočišných druhů. Co ji způsobilo? (délka blogu 5 min.)

Vědci se dlouho shodovali na tom, že viníkem byl asteroid, který se srazil s naší planetou. Objevila se ovšem také jiná teorie - mohlo jít o kus komety, kterou něco vychýlilo z jejího původního kursu.

Nyní vědci analyzovali materiál z kráteru, který kdysi vznikl při srážce Země a asteroidu. Zjistili, že se opravdu jednalo o asteroid a podařilo se jim dokonce určit jeho druh.

K-T hranice

V roce 1980 navrhl fyzik Luis Alvarez a geolog Walter Alvarez hypotézu, podle které došlo k vyhynutí (mimo jiné) dinosaurů kvůli jevům, vzniklým po nárazu obřího asteroidu.

Svou úvahu založili na průzkumu tzv. K-Thranice, sedimentární vrstvy, která byla nalezena prakticky na celé Zemi. V této tenké vrstvě se nachází vysoké množství určitého chemického prvku (těžkého kovu iridia), který je v zemské kůře neobvyklý, zato se často nalézá ve hmotě asteroidů. Tato jen několik centimetrů silná vrstva v sedimentech odděluje období křídy a paleogénu, proto se jí někdy říká také K-Pg vrstva.

Vědci pak samozřejmě začali hledat kráter, který by se dal danému jevu přiřadit. Koncem 70. let objevili příslušný kráter v mexickém Chicxulubu na poloostrově Yucatán.

Vesmírné těleso, které kdysi v tomto místě dopadlo na Zemi, bylo opravdu úctyhodných rozměrů. Mělo v průměru nejméně 11 km. To je mimochodem výška, v jaké létají běžná dopravní letadla. Po dopadu se nejprve vytvořil kráter o šířce 100 kilometrů a s hloubkou kolem 30 kilometrů. Srážka vyvolala vichr o rychlosti 1000 kilometrů za hodinu a 3 kilometry vysokou tsunami. Do atmosféry byl vyvržen oblak úlomků horniny a popela o hmotnosti přibližně 25 bilionů tun. Požáry zničily 70 % tehdejších pralesů planety.

Následně došlo ke krátké (ve smyslu geologie) ale intenzivní změně klimatu. Zvířata, která nebyla na takové změny připravená, vymřela. V roce 2022 se objevila teorie, že náraz se navíc udál na jaře. Spolu s katastrofální změnou teplot a počasí to pak mohlo vést k přerušení ročních reprodukčních cyklů mnoha druhů.

^{Obrázek: Ilustrace. Zdroj: D. Tenzler}

Druh vesmírného tělesa - asteroid nebo spíše kometa?

Relativní množství izotopů různých prvků v asteroidu závisí na tom, ze které části Sluneční soustavy pochází. Různé druhy meteoritů se dají například rozlišit podle jejich odlišného obohacení prvky jako je například ruthenium. Vědci tedy zkoumali množství různých izotopů ruthenia z K-Pg hranice, aby je porovnali s příslušnými hodnotami z kráteru Chicxulub. Nebylo překvapením, že kráter vykazuje podobné poměry jako zmiňovaná hranice.

Objevila se teorie, že těleso, které kdysi dopadlo na Zemi, nemusel být nutně asteroid. Mohlo se jednat o kometu, pocházející z tzv. Oortova oblaku, oblasti ve vnější Sluneční soustavě, kde se dnes nachází obrovské množství komet. Některé z nich obíhají Slunce na tak protáhlých drahách, že se čas od času dostávají do jeho relativní blízkosti. Pokud se dostanou do blízkosti obřích planet jako je například Jupiter, může gravitace změnit jejich dráhu, což by je mohlo nasměrovat dokonce i k Zemi. Vědci provedli příslušné počítačové simulace a zjistili, že takový jev je dokonce pravděpodobnější, než by byla návštěva obřího asteroidu z vnější části Sluneční soustavy.

Pokud došlo k nárazu komety a ne asteroidu, vysvětlovalo by to mimochodem také neobvyklé složení materiálu z Chicxulubského kráteru - ten obsahuje vysokou koncentraci uhlíku a odpovídal by spíše dlouhoperiodickým kometám.

Uhlíkaté chondrity

Vědci nyní porovnali izotopy ruthenia z K-Pg hranice se vzorky z různých jiných známých kráterů po dopadech asteroidů a také například se vzorky pozemských hornin, které vykazují stáří přes 3 miliardy roků.

Došli přitom k názoru, že se poměry izotopů ruthenia v K-Pg vrstvě shodují s asteroidy typu C - uhlíkatými chondrity. Dopad komety se tím naopak vylučuje.

Zajímavé je také to, že poměry izotopů ruthenia v jiných kráterech po dopadu asteroidů jsou více podobné silikátovým asteroidům (typu S), tedy jinému druhu asteroidů.

To by znamenalo, že za posledních 500 milionů roků (období, kdy se vytvořily zkoumané krátery) zasáhly Zemi téměř výhradně fragmenty asteroidů typu S, které pocházejí z vnitřní sluneční soustavy.

Také více než 80 procent všech meteoritů má podobné vlastnosti a pochází tedy z vnitřní sluneční soustavy.

Dopad asteroidu, podobného tomu, který kdysi vyhladil dinosaury a spolu s nimi tři čtvrtiny pozemské fauny, byl tedy jedinečným jevem. Způsobil ho vzácný asteroid, který pocházel z vnější části soustavy.

Dopady uhlíkatých chondritů měly být naopak velice časté v poslední fázi vzniku Země - její akreci z původního materiálu Sluneční soustavy. Důkazy přinášejí výše zmiňované velice staré horniny, které vědci zkoumali spolu se vzorky z kráterů asteroidů.

Chondrity

… jsou nejčastějšími zástupci meteoritů, které padají na naši planetu. Tvoří zhruba 86 procent všech meteoritů. Skládají se mimo jiné z malých kuliček, tzv. chodrulí, které jim daly jméno. Chondrule jsou zasazeny do jemnozrnné matrice. Jinak obsahují minerály olivín, pyroxen a plagioklas a často také nikl a železo.

Chondrity svým typem odpovídají sedimentům na Zemi. Jsou to nediferencované materiály, jejich hmota se tedy shlukovala jen do menších těles, které neprošly tepelnou přeměnou, při které se těžké prvky mohou shlukovat v jádře tělesa a na jeho povrchu se vyděluje kůra z lehčích prvků. Jejich složení odpovídá složení časné Sluneční soustavy - vznikaly před zhruba 4,5 miliardami roků.

Uhlíkaté chondrity

… jsou exotickým typem chondritů. Tvoří jen asi 2–3 % dosud nalezených meteoritů. Obsahují vysoký podíl uhlíku (až 3 %), který se tu mimochodem nachází ve formě grafitu, uhličitanů i organických sloučenin (mimo jiné i aminokyselin)

^{Zdroje: Wikipedia, DOI: 10.1126/science.adk4868}