Alvarez hipotezi - Alvarez hypothesis

Luis, sol ve oğlu Walter Alvarez sağda K-T Sınırı içinde Gubbio, İtalya, 1981

Alvarez hipotezi varsayıyor ki kitlesel yok oluş of dinozorlar ve diğer birçok canlı Kretase-Paleojen nesli tükenme olayı neden oldu etki büyük asteroit üzerinde Dünya. 2013'ten önce, genellikle yaklaşık 65 milyon yıl önce olduğu belirtiliyordu, ancak Renne ve arkadaşları (2013) 66 milyon yıllık güncellenmiş bir değer verdi.[1] Kanıtlar, asteroidin Yucatan yarımadası Chicxulub'da Meksika. Hipotez, bilim adamlarından oluşan baba-oğul ekibinin adını almıştır. Luis ve Walter Alvarez, bunu ilk kez 1980'de öneren kişi. Kısa bir süre sonra ve bağımsız olarak, aynısı Hollandalı paleontolog tarafından önerildi. Jan Smit.[2]

Mart 2010'da, uluslararası bir bilim insanı paneli, asteroid hipotezini, özellikle de Chicxulub etkisi yok olmanın nedeni olarak. 41 bilim adamından oluşan bir ekip, 20 yıllık bilimsel literatürü gözden geçirdi ve bunu yaparken, büyük volkanizma gibi diğer teorileri de dışladı. Chicxulub'da 10-15 km'lik (6-9 mil) bir uzay kayasının toprağa çarptığını belirlemişlerdi. Karşılaştırma için Marslı ayı Phobos 11 km (7 mil) ve Everest Dağı 9 km'nin (5,6 mil) biraz altındadır. Çarpışma 100.000.000 megaton TNT ile aynı enerjiyi açığa çıkarırdı (4.2×1023 J), atom bombalarının enerjisinin bir milyar katından fazla üzerine düştü Hiroşima ve Nagazaki.[3]

Kraterin tepe halkasına yapılan 2016 sondaj projesi, hipotezi güçlü bir şekilde destekledi ve o noktaya kadar belirsiz olan çeşitli konuları doğruladı. Bunlar arasında, tepe halkasının, dakikalar içinde şoklanan, eritilen ve yüzeye fırlatılan tipik deniz tabanı kayasından ziyade granit (yeryüzünün derinliklerinde bulunan bir kaya) içermesi ve hemen ardından devasa deniz suyu hareketinin kanıtları yer alıyor. kum yatakları. En önemlisi, çekirdekler ayrıca neredeyse tamamen yokluğunu gösterdi. alçıtaşı, atmosferde bir aerosol olarak buharlaştırılıp dağıtılacak olan sülfat içeren bir kaya, iklim ve gıda zinciri üzerindeki etki ile küresel uzun vadeli etkiler arasında olası bir bağlantının varlığını doğruluyor.

Tarih

Ana makale: Kretase-Paleojen nesli tükenme olay araştırmasının zaman çizelgesi

1980'de, Nobel ödüllü fizikçi tarafından yönetilen bir araştırma ekibi Luis Alvarez oğlu jeolog Walter Alvarez ve kimyagerler Frank Asaro ve Helen Vaughn Michel tüm dünyada tortul katmanların Kretase-Paleojen sınırı (Daha önce Kretase-Tersiyer veya K-T sınırı olarak adlandırılan K-Pg sınırı), konsantrasyon nın-nin iridyum normalden yüzlerce kat daha büyük. İridyum, Dünya'nın kabuğunda son derece nadirdir çünkü çok yoğundur ve siderofil elementleri karakterize eden demir için afiniteye sahiptir (bkz. Goldschmidt sınıflandırması ) ve bu nedenle çoğu, dünya hala erimiş haldeyken Dünya'nın çekirdeğine battı. Alvarez ekibi, aynı zamanda bir asteroidin dünyaya çarptığını öne sürdü. Kretase-Paleojen sınırı.[4]

Daha önce, 1953 tarihli bir yayında jeologlar Allan O. Kelly ve Frank Dachille bir veya daha fazla dev asteroidin Dünya'yı etkilediğini, ekseninde açısal bir kaymaya, küresel sellere, yangına, atmosferik tıkanmaya ve dinozorların neslinin tükenmesi.[5][6] Bir çarpma olayı olasılığı hakkında daha önceki spekülasyonlar vardı, ancak güçlü doğrulayıcı kanıtlar yoktu.[7]

Kanıt

Alvarez etkisi hipotezinin kanıtı aşağıdakiler tarafından desteklenmektedir: kondritik göktaşları ve asteroitler Dünya'nın kabuğundan çok daha yüksek bir iridyum konsantrasyonu içeren. izotopik meteorlardaki iridyum oranı, Kretase-Paleojen sınır tabakasına benzer, ancak Dünya'nın kabuğundaki orandan önemli ölçüde farklıdır. Krom Kretase-Paleojen sınır çökeltilerinde bulunan izotopik anomaliler, bir asteroit veya şunlardan oluşan bir kuyruklu yıldızınkine benzer karbonlu kondritler. Şok kuvars granüller, cam küreler ve tektitler Bir etki olayının göstergesi olan Kretase-Paleojen sınırında, özellikle Karayipler çevresindeki yataklarda yaygındır. Tüm bu bileşenler, Alvarez ekibinin, çarpışmayla tüm dünyaya yayılan enkaz olarak yorumladığı bir kil tabakasının içine gömülmüş durumda.[4] Alvarez ekibi hipotezlerini geliştirdiğinde etkinin yeri bilinmiyordu, ancak daha sonra bilim adamları Chicxulub Krateri içinde Yucatan yarımadası, şimdi olası etki alanı olarak değerlendirildi.

Yakındaki Badlands Drumheller, Alberta erozyonun K – Pg sınırını açığa çıkardığı yer.

K – Pg katmanındaki toplam iridyum miktarının tahminlerini kullanarak ve asteroidin içinde bulunan iridyumun normal yüzdesini içerdiğini varsayarak kondritler, Alvarez ekibi asteroidin boyutunu hesaplamaya devam etti. Cevap, Manhattan'ın büyüklüğünde, yaklaşık 10 kilometre (6 mil) çapında idi.[4] Böylesine büyük bir etki yaklaşık olarak 100 milyon enerjiye sahip olacaktı. megatonlar yani en güçlü olandan yaklaşık 2 milyon kat daha büyük termonükleer bomba hiç test edildi.

Paul Renne of Berkeley Jeokronoloji Merkezi asteroid olayının tarihinin 66.038.000 yıl önce artı veya eksi 11.000 yıl olduğunu bildirdi. Ar-Ar partner. Ayrıca, dinozorların kitlesel yok oluşunun bu tarihten itibaren 33.000 yıl içinde gerçekleştiğini öne sürüyor.[8]

Nisan 2019'da bir makale yayınlandı PNAS kanıtı açıklayan Kuzey Dakota'da bir fosil bölgesi yazarların söylediği gibi, asteroit çarpışmasından sonra "ejekta birikimi ve faunal kitlesel ölüm dahil" olayların "darbe sonrası anlık görüntüsünü" sağladığını söylüyor.[9] Ekip, bölgeyi karalayan tektitlerin kehribar sahada bulundu ve ayrıca fosil balıkların yaklaşık yüzde 50'sinin solungaçlarına gömüldü. Ayrıca iridyum izlerini de bulabildiler. Yazarlar - Walter Alvarez de dahil olmak üzere - 10 veya 11 büyüklüğündeki bir depreme eşdeğer olan çarpma şokunun, Seiches, Kuzey Dakota'daki bölgeye çarpışmadan birkaç dakika veya saatler sonra ulaşacak olan göller, koylar veya körfezlerdeki salınımlı su hareketleri. Bu, organizmaların kalın bir tortu tabakası altında hızla gömülmesine yol açacaktı. Kansas Üniversitesi'nden ortak yazar David Burnham, "Ezilmiş değiller, neredeyse bir sıvı gibi çöken ve sonra beton gibi çöken bir çığ gibi. O suyun şiddeti yüzünden aniden öldürüldüler. Bir ağaca çarpıp ikiye bölünmüş bir balığımız var. "[10]

Etki

Böyle bir etkinin en kolay gözlemlenebilir sonucu, güneş ışığını engelleyen ve birkaç yıl boyunca fotosentezi engelleyen geniş bir toz bulutu olacaktır. etki kış. Bu, bitkilerin neslinin tükenmesini açıklar ve fitoplankton ve onlara bağımlı tüm organizmalar (yırtıcı hayvanlar ve otçullar dahil). Ama besin zincirleri temel alınan küçük yaratıklar döküntü makul bir hayatta kalma şansı olurdu. Sülfürik asit aerosollerinin stratosfere enjekte edildiği tahmin edilmektedir, bu da o dönem için normal olan güneş iletiminde% 10–20 azalma sağlamıştır. Bu aerosollerin dağılması en az on yıl alırdı.[11]

Küresel yangın fırtınaları, patlamadan çıkan yangın çıkaran parçaların Dünya'ya geri dönmesiyle sonuçlanmış olabilir. Analizleri sıvı kapanımlar antik çağda kehribar şunu önermek oksijen atmosfer içeriği geç Kretase döneminde çok yüksekti (% 30-35). Bu yüksek O2 seviyesi yoğun yanmayı desteklerdi. Atmosferik O seviyesi2 Erken Paleojen Dönemi'nde düşmüştür.[12] Yaygın yangınlar meydana gelseydi, CO2'yi artıracaklardı2 atmosferin içeriği ve geçici bir sera etkisi Toz bulutu yerleştiğinde ve bu, "uzun kışın" en savunmasız kurtulanlarını yok ederdi.

Etki ayrıca üretmiş olabilir asit yağmuru, asteroidin çarptığı kayaya bağlı olarak. Bununla birlikte, son araştırmalar bu etkinin nispeten küçük olduğunu öne sürüyor. Kimyasal tamponlar değişiklikleri ve asit yağmuru etkilerine karşı savunmasız hayvanların hayatta kalmasını (örneğin kurbağalar ) bunun yok oluşa önemli bir katkıda bulunmadığını belirtiyor.[13]

Toz bulutları ve olası sülfürik aerosoller oldukça kısa bir sürede - muhtemelen on yıldan az bir sürede - atmosferden yıkanacağından, etki hipotezleri yalnızca çok hızlı yok oluşları açıklayabilir.

K-Pg tabakasıyla ilgili daha ileri çalışmalar sürekli olarak iridyum fazlalığını gösterse de, dinozorların bir asteroid tarafından yok edildiği fikri, aralarında tartışma konusu olmaya devam etti. jeologlar ve paleontologlar on yıldan fazla bir süredir.[14]

Eleştiri

Alvarez hipotezinin önde gelen eleştirmenlerinden biri Gerta Keller, kim odaklandı Deccan Tuzakları daha kademeli bir yok oluşun olası bir nedeni olarak volkanizma.[15]

Daha erken, Charles B. Memur ve Jake Page hak iddia etti Büyük Dinozor Yok Oluşu Tartışması[16] şu:

  • Bir asteroit çarpmasından kaynaklanan bir toz bulutu, kesintisiz güneş ışığına ihtiyaç duyan deniz bitkilerini öldürebilirdi, ancak çoğu etkilenmedi.
  • İridyum yatakları volkanlar tarafından püskürtülmüş olabilir
  • Yok oluşlar, aniden değil, kademeli olarak gerçekleşti. "K-T zamanında meteorik bir darbe meydana gelse bile, bu, yok olma kaydını açıklayamıyordu."
  • Chicxulub yapısı, Kretase-Tersiyer yaşının bir etki erime tabakası değil, geç Kretase yaşlı bir volkanik dizi olabilir.
  • Alvarez hipotezine itiraz eden makaleler, incelemesiz dergiler tarafından özet olarak reddedildi

2016 Chicxulub krater sondaj projesi

Ana makaleler: Chicxulub krateri ve Kretase-Paleojen nesli tükenme olayı

2016 yılında, bilimsel bir sondaj projesi, tepe halkası of Chicxulub krateri, elde etmek üzere kaya çekirdeği darbenin kendisinden örnekler. Keşiflerin, hem krater etkisi hem de etkileri ile ilgili mevcut teorileri doğruladığı görüldü. Zirve halkasını oluşturan kayanın muazzam baskılara ve kuvvetlere maruz kaldığını ve muazzam ısı ile eritildiğini ve sadece birkaç dakika içinde olağan durumundan şimdiki şekline muazzam basınçla şok verildiğini doğruladılar; Zirve halkasının granitten yapılmış olması da önemliydi, çünkü granit deniz tabanı çökeltilerinde bulunan bir kaya olmadığı için, yeryüzünde çok daha derinden kaynaklanıyor ve muazzam çarpma basınçlarıyla yüzeye fırlatılmıştı; o alçıtaşı, bir sülfat -içeren kaya dır-dir genellikle bölgenin sığ deniz tabanında bulunur, neredeyse tamamen kaldırılmış ve bu nedenle neredeyse tamamen buharlaştırılmış ve atmosfere girmiş olmalıdır ve olayı hemen ardından büyük bir olay izledi. Megatsunami (deniz sularının büyük bir hareketi), tanecik boyutuna göre ayrılmış bilinen en büyük kum tabakasını doğrudan tepe halkasının üzerine sermek için yeterli.

Bunlar, çarpma tertibatının 120 millik bir tepe halkası oluşturacak, eriyecek, şok edecek ve fırlatacak kadar büyük olduğu hipotezini güçlü bir şekilde desteklemektedir. bodrum granit -den midcrust Dünyanın derinliklerinde, muazzam su hareketleri yaratmak ve muazzam miktarda buharlaşmış kaya ve sülfatı, uzun süre var olacakları atmosfere atmak için. Toz ve sülfatların bu küresel dağılımı, dünya çapında iklim üzerinde ani ve yıkıcı bir etkiye, büyük sıcaklık düşüşlerine ve besin zinciri.[17][18]

Referanslar

  1. ^ Renne, Paul R .; Deino, Alan L .; Hilgen, Frederik J .; Kuiper, Klaudia F .; Mark, Darren F .; Mitchell, William S .; Morgan, Leah E .; Mundil, Roland; Smit, Ocak (7 Şubat 2013). "Kretase-Paleojen Sınırındaki Kritik Olayların Zaman Ölçekleri". Bilim. 339 (6120): 684–687. Bibcode:2013Sci ... 339..684R. doi:10.1126 / science.1230492. PMID  23393261. S2CID  6112274.
  2. ^ Smit, J; Hertogen, J (22 Mayıs 1980). "Kretase-Tersiyer sınırında dünya dışı bir olay". Doğa. 285 (5762): 198-200. doi:10.1038 / 285198a0. S2CID  4339429.
  3. ^ Schulte, P .; et al. (2010). "Chicxulub Asteroid Çarpması ve Kretase-Paleojen Sınırındaki Kitlesel Yokoluş" (PDF). Bilim. 327 (5970): 1214–1218. Bibcode:2010Sci ... 327.1214S. doi:10.1126 / science.1177265. PMID  20203042. S2CID  2659741.
  4. ^ a b c Alvarez, L.W .; Alvarez, W .; Asaro, F .; Michel, H.V. (1980). "Kretase-Üçüncül neslinin tükenmesinin dünya dışı nedeni". Bilim. 208 (4448): 1095–1108. Bibcode:1980Sci ... 208.1095A. CiteSeerX  10.1.1.126.8496. doi:10.1126 / science.208.4448.1095. PMID  17783054. S2CID  16017767.
  5. ^ Kelly, A. O .; Dachille, F. (1953). Hedef: Dünya - Yer Biliminde Büyük Meteorların Rolü. Carlsbad, Kaliforniya.
  6. ^ "Etkiler ve Yokolmalar Hakkında Erken Fikirler". Arşivlenen orijinal 2013-02-15 tarihinde. Alındı 2013-02-09.
  7. ^ De Laubenfels, M.W. (1956). "Dinozor Yokoluşları: Bir Hipotez Daha". Paleontoloji Dergisi. 30 (1): 207–218. JSTOR  1300393.
  8. ^ Perlman, D. (8 Şubat 2013). "Dinozor neslinin tükenmesi savaş fişekleri". SF Kapısı. Alındı 2013-02-08.
  9. ^ De Palma, Robert A .; et al. (1 Nisan 2019). "KPg sınırında, Kuzey Dakota'da sismik kaynaklı bir kara dalgalanması yatağı". PNAS. 116 (17): 8190–8199. Bibcode:2019PNAS..116.8190D. doi:10.1073 / pnas.1817407116. PMC  6486721. PMID  30936306.
  10. ^ Hou, Chia-Yi. "Kuzey Dakota'daki Hayvanlar Meksika'daki Chicxulub Asteroidinden Öldü". www.the Scientist.com. LABX medya grubu. Alındı 4 Nisan 2019.
  11. ^ Ocampo, A .; Vajda, V .; Buffetaut, E. (2006). "Kretase-Paleojen (K-Pg) Devirinin Çözülmesi, Flora, Fauna ve Jeolojiden Kanıtlar". Cockell, C .; Gilmour, I .; Koeberl, C. (editörler). Etki Olaylarıyla İlişkili Biyolojik Süreçler. SpringerLink. s. 197–219. Bibcode:2006bpai.book ..... C. ISBN  978-3-540-25735-6.
  12. ^ McMenamin, M.A. S .; Schulte McMenamin, D. (1987). "Geç Kretase Atmosferik Oksijen". Bilim. 235 (4796): 1561–1562. Bibcode:1987Sci ... 235.1561R. doi:10.1126 / science.235.4796.1561a. PMID  17795570.
  13. ^ Kring, D.A. (2003). "Dünya üzerindeki ortam koşullarının bir fonksiyonu olarak kraterleme olaylarının çevresel sonuçları". Astrobiyoloji. 3 (1): 133–152. Bibcode:2003AsBio ... 3..133K. doi:10.1089/153110703321632471. PMID  12809133.
  14. ^ Keller, G. (2005). "Etkiler, volkanizma ve kitlesel yok oluş: rastgele tesadüf mü yoksa neden ve sonuç mu?" (PDF). Avustralya Yer Bilimleri Dergisi. 52 (4–5): 725–757. Bibcode:2005AuJES..52..725K. doi:10.1080/08120090500170393. S2CID  39063747.
  15. ^ Bosker, Bianca (Eylül 2018). "Dinozorların Yok Olmasına Ne Sebep Oldu?". Atlantik Okyanusu. Alındı 2018-08-21.
  16. ^ Blake ve Memur (1996). Büyük Dinozorların Yok Olması Tartışması (Addison-Wesley), ISBN  0-201-48384-X
  17. ^ "Güncellenmiş: Dinozor öldürme etkisi kraterinin delinmesi gömülü dairesel tepeleri açıklıyor". 2016-05-03.
  18. ^ Fleur, Nicholas St (2016-11-17). "Chicxulub Kraterinde Sondaj, Dinozor Yok Oluşunun Sıfır Noktası". New York Times.