Vymření druhohorních ještěrů
Tento typ živočišné katastrofy bychom podle nejznámější teorie mohli přiřadit k důsledkům vesmírných katastrof, ale je tomu opravdu tak? Totiž existují samozřejmě i jiné teorie.
Dinosauři (z řec. deinos sauros – „strašný ještěr“, někdy překládáno „hrozný plaz“) jsou skupinou živočichů z třídy plazů, která dominovala živočišné říši přes 160 miliónů let v období druhohor. Objevili se ve středním triasu asi před 235 mil. let a vyhynuli před 65 miliony let na konci křídy. Poslední dobou se však objevuje názor, že někteří dinosauři mohli přežít i několik milionů let do starších třetihor (paleocénu) a vymřít až před zhruba 60 miliony let. Veškeré informace o dinosaurech dnes máme nicméně pouze ze zachovaných fosílií. Ptáci jsou ve skutečnosti pokračovatelé evoluční linie dinosaurů, jak v posledních dvaceti letech dokázaly intenzivní výzkumy. Podle některých paleontologů (Robert T. Bakker, John Ostrom, Jacques Gauthier ad.) jsou pak ptáci přímo malí, agilní dinosauři (důkazem pro tuto teorii je třeba objev opeřených dinosaurů v oblasti Liao-ning). Proto navrhli vyčlenit dinosaury úplně ze třídy Reptilia (plazi) a zahrnout je společně s ptáky do nové třídy Dinosauria. Dnes již je však důležitější kladistika nežli přesné určování taxonomických kategorií, proto se touto problematikou zabývá jen málokdo.
Proč dinosauři vymřeli?
Otázka masového vymírání na konci druhohor je téma, ke kterému se vědci často a rádi vracejí. Teorií na téma, proč dinosauři vymřeli, je celá řada. Některé jsou podpořeny plnohodnotnými důkazy, jiné jsou spíše úsměvné a zakládají se na spekulacích. K takovým může patřit myšlenka, že za vyhynutí dinosaurů je odpovědná nějaká zvláštní nemoc, téměř pandemie, která vyhubila veliké množství tehdejší fauny. Vědci však zatím nemají žádné důkazy, že by se v minulosti něco takového přihodilo. Byly sice nalezeny pozůstatky nemocných jedinců, kteří na svojí nemoc pravděpodobně zemřeli, avšak často se doba úmrtí neshoduje s dobou vyhynutí zbylých druhů.
Další, ne příliš populární a uznávanou teorií (či opět raději spekulací), je ta o „samozničení“. Tvrdí, že během dlouhých miliónů let evoluce se dinosauři vyvinuli do takových tvarů, až nebyli schopní dál přežít. Jenže to nijak neodpovídá přírodnímu výběru, dle nějž přežije ten nejsilnější, nejlépe přizpůsobený. Proč by evoluce vytvořila živočichy neschopné života? Vědci, kteří zastávali/zastávají tuto teorii, poukazují, jakožto důkaz, na skupiny pachycefalosaurů, ankylosaurů, ceratopsidů a jiných, bizarně vyhlížejících živočichů z konce křídového období.
Tato teorie se nezdá být příliš pravděpodobná už jen proto, že dinosauři nebyli jedinými tvory, kteří tehdy vymizeli (ptakoještěři, mořští plazi, …), a kteří zdaleka nemuseli vypadat až tak bizarně. Ba naopak je jasné, že tyto „bizarnosti“ byly veledůležitým aspektem pohlavního výběru, což dokazuje skutečnost, že během vývoje docházelo ke zvětšování a vývoji těchto „ozdob“, a nikoli ke ztrátě, popřípadě redukci. Ve stejné době navíc vyhynula i většina dosud rostoucích druhů cykasů.
Snad nejvíc uznávanou a rozšířenou teorií je ta o katastrofě způsobené dopadem vesmírného tělesa na Zem. Tato teorie vznikla v osmdesátých letech dvacátého století, kdy dva američtí vědci, Luis a Walter Alvarezovi, poukázali na obrovské množství iridia nacházejícího se v sedimentech z rozhraní K-T. Podle jejich teorie dopadl na Zemi zhruba před 66,4 mil. let (některé údaje však hovoří spíše o 65 milionech let) gigantický asteroid o průměru přesahujícím 10 km. Tato teorie měla však jeden drobný „nedostatek“. Pokud by na Zem spadl asteroid (a způsobil takovou katastrofu), někde by přece musel být nějaký kráter nebo alespoň pozůstatky po něm. Důkaz přišel v devadesátých letech. U mexického poloostrova Yucatán, objevili geologové pozůstatky po obrovském kráteru (Chicxulub), který odpovídal i přibližnou dobou dopadu.
Jak se ovšem zdá, tak onen vesmírný posel ve formě chicxulubského asteroidu nebyl jediným prorokem brzkého konce nadvlády druhohorních plazů. Výzkumy z Deccan Plateau v Indii podpořily někdejší domněnky, že na vyhynutí dinosaurů nesou vinu masivní vulkanické výlevy. Deccan Plateau, neboli Dekánská plošina, je geologický masiv vulkanického původu vzniklý zřejmě během pouhých 30000 let vulkanické aktivity. Francouzka Anne-Lise Chenet se svými kolegy zkoumala tento vulkanický masiv a dospěla k závěru, že na konci křídového období vulkán vychrlil velké množství lávy a prachu, které značně přispělo k zániku dinosaurů. Někteří vědci podporující tuto skutečnost se domnívali, že za ony výlevy byl vlastně odpovědný asteroid. Respektive, že na konci křídy se na zem zřítilo více jeho úlomků, a jeden z nich, Šiva, dopadl na Dekánskou plošinu a odstartoval tak vulkanický proces. Podle dalších teorií mohly vulkanickou činnost mimo místo dopadu způsobit i zemětřesné vlny, způsobené pádem asteroidu. Tuto teorii však Chenet se svým týmem zpochybnila, když zjistili, že vytvoření vrstvy iridia v Chicxulubu mělo své místo někdy v polovině dekánských výlevů.
Takže viníkem celé katastrofy byla zřejmě řada událostí, které proběhly v relativně krátkém, a jak se zdá, geologicky velice aktivním časovém úseku.
V roce 2008 byla publikována studie, zpřesňující dosavadní odhady doby vymření dinosaurů (katastrofu K-T). Vylepšená datovací metoda argon-argon s odchylkou pouhých 0,25 % určila dobu předělu druhohor a třetihor na 65 950 000 let (+-40 000 let).[5]
Občas se také objevují vědecky nepodložené spekulace o možném dalším vývoji dinosaurů. Podle některých vědců by se někteří teropodní dinosauři změnili v inteligentní bytosti, tvořící kulturu a vlastní civilizaci - tzv. dinosauroidy. [6]
Přežití do třetihor?
Již dlouho vědci spekulují o možném přežití dinosaurů do paleocénu (nejstaršího období třetihor). Podle studie z roku 2007 (Fassett et al.) pak skutečně neptačí dinosauři kritickou hranici K-T přežili. Alespoň na území dnešního Nového Mexika a Colorada v USA, kde se jejich zkameněliny velmi pravděpodobně nacházely ještě před 64,4 miliony let (a přežili tak minimálně 1,1 milionu let po skončení druhohor). Podle jiných paleontologů však tyto údaje nejsou pravdivé a jedná se o křídové fosílie druhotně uložené již v třetihorním období. Přežití alespoň některých neptačích dinosaurů do paleocénu po dobu alespoň několika set tisíc let je nicméně velmi pravděpodobné.
Dlouho se předpokládalo, že žádní dinosauři nedokázali hrabat nory a dlouhodobě je obývat, což bylo pokládáno za jedno z vysvětlení jejich vyhynutí (zachránit se měli jen savci a plazi schopní „norování“). V roce 2007 však byl objeven malý dinosaurus druhu Oryctodromeus cubicularis, který prokazatelně dokázal hrabat nory. Takových druhů dinosaurů zřejmě i na konci křídy mohlo být více, takže možnost jejich přežití do starších třetihor se tak alespoň v teoretické rovině zvýšila.[7]
Na druhou stranu, dinosauři zcela nevymřeli. Jedna skupina teropodů, ptáci, žijí na Zemi dodnes.
Další odkazy z Wikipedie:
- ↑ https://dinosaurus.bloguje.cz/155186-dinosauri-statistika-aneb-neco-pro-zacatek.php
- ↑ https://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7620621.stm
- ↑ Štěstí a smůla dinosaurů. - Lidové noviny, 12. září 2008.
- ↑ https://dinosaurus.bloguje.cz/619667-4-roky-ceskeho-dinosaura.php
- ↑ https://palaeoblog.blogspot.com/search?q=65%2C95+million
- ↑ https://www.zshorakhk.cz/tvorba/ucitele/int_dino.pdf
- ↑ https://dinosaurus.bloguje.cz/506983-norujici-dinosaurus.php
- George Olshevsky o dosud neobjevených dinosaurech
- Wild Prehistory: O zbarvení dinosaurů
- The Biggest Carnivore: Dinosaur History Rewritten
- Rozměry teropodů, k roku 2003, Mickey Mortimer
Hypotézy o vymírání dinosaurů
Vyhynutí dinosaurů se pokoušejí vysvětlit desítky více či méně fundovaných hypotéz. Žádnou z nich nelze bezvýhradně přijmout; příčin bylo pravděpodobně několik a působily ve vzájemném propojení.
Vyhynutí mohlo způsobit:
- líhnutí mláďat jen jednoho pohlaví
- velká specializace (např. potravní)
- srážka s asteroidem nebo kometou
- soutěž se savci
- ochlazení podnebí
- nemoci
- ekologický kolaps
- ztenčení vaječných skořápek
- neplodnost
- změny procentuálního obsahu kyslíku v atmosféře
- jed v nových druzích rostlin
- radiace ze supernovy nějaké sousední hvězdy
- sopečná činnost
- oteplení podnebí
více se dočtete zde. Určitě doporučuji se podívat na Obsah o dinosaurech.
Velký úspěch českých astronomů. Čeští a američtí vědci vystopovali v hlavním pásu planetek těleso, které způsobilo na Zemi vyhynutí dinosaurů před asi 65 milióny let – úlomek planetky Baptistina.
Českoamerický tým působí na Southwest Research Institute (Boulder, Colorado): William F. Bottke (SwRI), David Vokrouhlický (Astronomický ústav UK, Praha) a David Nesvorný (SwRI). Podle nich vše nasvědčuje tomu, že planetka (298) Baptistina byla po srážce s další planetkou rozbita na velký počet fragmentů, z nichž později jeden vytvořil kráter Chicxulub na poloostrově Yucatán (Mexický záliv), další pak velmi nápadný kráter Tycho na Měsíci. Aby prozkoumali planetku Baptistina a následky srážky, zkombinovali astronomická pozorování s několika různými počítačovými modely. Ve středu jejich zájmu byl vliv fragmentů Baptistiny na Zem a na Měsíc.
Ke srážce došlo asi před 160 milióny lety v hlavním pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem. Jedno těleso mělo průměr asi 170 km a složení mělo podobné jako uhlíkaté chondrity některých meteoritů. Průměr mateřského tělesa Baptistiny se před srážkou odhaduje asi na 60 km.
Tato katastrofická srážka „vyprodukovala“ tělesa, která nyní známe jako „Baptistina rodina planetek“ – skupina planetkových fragmentů s podobnými oběžnými dráhami. Původní „rodina“ zahrnovala asi 300 těles větších než 10 km a 140.000 těles větších než 1 km.
Vytvořené fragmenty absorbovaly sluneční záření, měnily ho v teplo a to vedlo ke změnám oběžných drah a většímu rozptylu těles. „Pečlivým modelováním těchto efektů, velikostí fragmentů, vzdáleností od místa srážky jsme určili, že k rozbití Baptistiny došlo před 160 milióny let,“ řekl Bottke.
Postupně se mnoho fragmentů větších než 1 km (asi 20 %) začalo pohybovat po „dálnici“, která vede mimo hlavní pás planetek a kříží dráhu Země. A asi 2 % se skutečně se Zemí, popř. Měsícem srazilo. Tyto závěry podporuje i zvýšený počet kráterů v minulosti Země a Měsíce – zdvojnásobení počtu impaktních kráterů v posledních 100 až 150 miliónech letech.
Tým zkoumal 180km kráter Chicxulub, jehož vznik se spojuje s vyhynutím dinosaurů před 65 miliónem let. Studie vzorků sedimentů z kráteru Chicxulub a meteoritů z té doby ukazuje, že těleso, které kráter vytvořilo, musel být uhlíkatý chondrit. Stejné složení má i známý meteorit Murchison (dopadl 28. 11. 1969, Austrálie). Toto složení vyloučilo různé kandidáty, ale ty z Baptistiny rodiny ne. Když tuto informaci použili v počítačovém modelu, s 90 % pravděpodobností objevili objekt, který vytvořil kráter Chicxulub - uprchlíka z Baptistiny rodiny.
Také se ukázalo, že existuje 70 % pravděpodobnost, že Baptistin fragment před 108 milióny let vytvořil i 85km měsíční kráter Tycho. Je významný nejen svou velikostí, ale zejména tím, že je mladý a jeho nápadné, světlé paprsky se od Tycha rozbíhají přes celou jižní polokouli do vzdálenosti až 1.500 km (interaktivní atlas). „Pravděpodobnost je menší než v případě kráteru Chicxulub, protože zatím ještě nevíme nic o povaze Tychova impaktoru,“ říká Okrouhlický.
Tato studie ukazuje, že srážky a dynamický vývoj v hlavním pásu planetek jsou důležité pro pochopení geologické a biologické minulosti Země. Bottke dodává: „Je pravděpodobné, že větší počet srážek v pásu planetek je spojeno s některými událostmi na Zemi, Měsíci ale i na dalších planetách. Lov je zahájen!"
Článek „An asteroid breakup 160 Myr ago as the probable source of the K/T impactor“ byl zveřejněn 6. září v Nature.
Zdroj: www.astronomy.com
Čtěte také článek na Lidovkách
Chicxulubský kráter na poloostrově Yucatan byl objeven v roce 1980 Američany Luisem a Walterem Alvarézovými a byl nazván podle nedalekého města Chicxulub. Tento kráter má v průměru nejméně 180 kilometrů, z větší části je dnes schován pod mořem a jen asi třetina leží na pevnině, pohřbená pod několikasetmetrovou vrstvou vápencových usazenin.
Vznikl po dopadu velkého asteroidu označovaného K-T asi před 65,5 miliony let. Předpokládá se, že do tohoto místa dopadla planetka o průměru asi 10 kilometrů. Kromě kráteru svědčí o dopadu i stokrát větší koncentrace iridia v okolních horninách - prvku, který je na zemi vzácný, zato je ale součástí planetek. Síla vyvolaná dopadem tělesa musela být několikatisícinásobně větší, než by vyvolala současná exploze všech dnes existujících jaderných zbraní.
Byly provedeny počítačové simulace následků srážky: Hned po dopadu byly z kráteru vymrštěny úlomky, které pak dopadaly na zemský povrch dalších několik dní. Pouze asi 12% úlomků se dostalo do kosmického prostoru. Při průchodu atmosférou se tyto úlomky zahřívaly a po dopadu na Zemi zapalovaly vegetaci. Díky rotaci Země tyto úlomky dopadaly zejména v rovníkové oblasti, kde docházelo k šíření požárů. Odhaduje se, že následkem požárů se do zemské atmosféry dostalo asi stejné množství CO2, které se tam dostalo vypařením vápence v okamžiku srážky.
Této teorii nahrává i to, že součástí geologické vrstvy oddělující období druhohor je i nános sazí, jejichž množství odpovídá spálení minimálně 90% veškeré zemské biomasy.
Vědci však mají ještě další pro možná vysvětlení pro ničivé požáry, které vzplanuly po dopadu planetky. Například jedno z nich je, že prach vyvržený při dopadu mohl způsobit šíření požárů vyvolaných blesky. Sedající si prach totiž způsobuje přemísťování nábojů v atmosféře a vytváří tak velký rozdíl elektrických potenciálů - jev dobře známý u sopek.
Dalším z možných důsledků je ohřev zemského povrchu v důsledku vyvržených hornin z kráteru. Jeho nemalá část se dostala až do balistické dráhy mimo atmosféru a rozprostřela se prakticky po celé Zemi. Za nejnižší odhad tohoto materiálu se pokládá 1000 krychlových kilometrů (objem kráteru je asi stokrát větší). Tento materiál přitom však nese kinetickou energii odpovídající asi týdenní dávce veškerého slunečního svitu, který obdrží celá planeta, a tato energie se při zániku trosek v atmosféře během minut a hodin přemění na teplo. Výsledkem je ohřev povrchu Země na teplotu kolem 1000 stupňů Celsia. Takže můžeme říci, že globální oteplení, kterého se tak obáváme, tu už také bylo.
Dalším důsledkem dopadu planetky byla mohutná vše ničící přívalová vlna. Miliardy tun prachu a vodní páry, které byly vyvrženy do zemské atmosféry, zahalily zcela Zemi do tohoto oblaku. Prach v atmosféře neshoří, protože se zbrzdí ve vysokých výškách. Jeho částečky se mohou měřit v mikrometrech. Trvá roky než se usadí a důsledkem toho je tzv. nukleární zima. Ta byla také mnohdy označována za hlavní příčinu vymírání druhů na konci druhohor, protože se zcela přerušila fotosyntéza na souši i v mořích.
Další katastrofou, počítající se na tisíciletí, bylo globální oteplování díky skleníkovému efektu. Velké množství vodní páry a extrémní množství CO2 v atmosféře totiž způsobily, že po "nukleární" nebo "impaktní" zimě přišlo velké oteplení. Řada živočišných druhů, které přežily katastrofu bezprostředně po dopadu planetky, se pak nedokázala přizpůsobit právě těmto změněným klimatickým podmínkám na Zemi.
(111 největších katastrof v dějinách Země - speciáln časopisu 21. století - prosinec 2007)
NEMOC Z PŘETÍŽENÍ - PŘÍČINA VYHYNUTÍ DINOSAURŮ?
Dittmar Chmelař
: Luděk Pospíšil
obrázek
Všechny systémy, které ve vesmíru existují, od molekul, přes planety až po galaxie, vznikaly v nějakém gravitačním poli a jeho působení stále podléhají. Na povrchu planet a těles naší Slunenčí soustavy nepřesahuje tíhové přetížení hodnot 28 g. Na umělých zařízeních, na centrifugách, se však mohou poměrně snadno vytvářet přetížení dosahující hodnot 105 g. Při takovém přetížení by například člověk vážil několik desítek miliónů newtonů. Umělá tíže je významným prostředkem pro modelování extrémních gravitačních podmínek značně odlišných od přírodních. Umožňuje zároveň studovat v laboratorních podmínkách reakce fyzikálních, chemických a biologických systémů podrobovaných různým přetížením.
Studium gravitace hrálo velkou roli v samotném počátku rozvoje fyziky, ale teprve Newton ji ve svém zákonu všeobecné gravitace kvantitativně popsal. Chování sil způsobujících zrychlení a vznik gravitace se řídí jeho gravitačním zákonem. Tento zákon poskytuje kvantitativní charakteristiku působící mezi hmotnými předměty. Newtonův gravitační zákon vyhovuje s neobyčejnou přesností jak při všech pozemských pozorováních, tak i při pohybu těles a planet naší Sluneční soustavy (až na pohyb Merkurova perihélia, který se zatím ještě nepodařilo vysvětlit).
Změny způsobované přetížením v různých systémech jsou tím výraznější, čím je větší přetížení, čím složitější je struktura systému a čím složitější procesy v něm probíhají. Elektrony a protony s relativně "chudou" strukturou podrobované v cyklotronech obrovským přetížením dosahujících hodnot až 1010 g, "přežívají" tyto změny prakticky beze změn.
Při přetíženích v centrifugách získávají jednotlivé molekuly látek potenciální energii. Molekuly nebo i jejich části, se mohou působením přetížení posunout (spadnout z vyšší potenciální hladiny na nižší). Tím se uvolní potenciální energie, která může být využita k deformaci molekul, případně i k porušení jejich vazeb Z původní molekuly může vzniknout nový izomer a makromolekula se může rozpadnout na více částí. Vzorky penicilinu G centrifugovaného při přetížení 3x105 g vykazovaly o 20% větší účinnost než necentrifugované vzorky penicilinu. Z původního penicilinu G vznikl nový izomer, což jednoznačně potvrdila spetra NMR (nuklárně magnetická rezonance).
Biologické systémy mají mnohem složitější strukturu než systémy fyzikální nebo chemické. Procesy probíhající v těchto systémech během přetížení mohou vést někdy ke zcela neočekávaným výsledkům. Například zrna hrachu podrobená vhodnému přetížení ve vodě začnou produkovat látku s výrazným antibiotickým účinkem. Nejedná se o fytoncid - látku s antibiotickým účinkem, který je normálně přítomen v rostlině, nýbrž o látku vznikající v rostlině teprve v důsledku procesů probíhajících při přetížení.
Stejně neočekávané výsledky přinesly pokusy s viry. Tyto biologické struktury, které představují pomyslnou hranici mezi živou a neživou hmotou, mohou být rozrušeny centrifugací při 105 g. Elektronoptické snímky bakteriofágů (virů, jejichž hostitelem jsou bakteriální buňky) vystavených přetížení 105 g skutečně ukazují, že jejich struktura tak velkým přetížením neodolává. Jestliže se přetížení sníží o jeden řád, bakteriofágy zůstávají neporušeny. Naskytla se otázka, zda se vlivem přetížení také nezmění jejich něteré vlastnosti, zvláště schopnost reprodukce. Zjištěné výsledky byly více než překvapivé. Centrifugované bakteriofágy vykazovaly mnohem intenzivnější reprodukční schopnosti než bakteriofágy, které nebyly vystaveny přetížení.
Vliv přetížení na chemické a biologické systémy.
Adaptace organismů na přetížení.
Velice zajímavým problémem je adaptace organismů k přetížení. Pokusy se zvířaty ukázaly, že zvířata snadno snášejí přetížení do 1,5 g. Dlouhodobější působení přetížení může způsobit tzv. nemoc z přetížení končící smrtí. Bylo zjištěno, že působením přetížení nedochází k patologickým změnám jednotlivých orgánů, a že tedy přetížením vyvolané změny jsou mikroskopické, případně metabolické povahy. Velikost přetížení, na které se může zvíře adaptovat, je nepřímo úměrná jeho velikosti. Například myši se snadno adaptují k přetížení 7 g, krysy jen k 5 g a slepice již jen ke 3 g. Přitom mladší jedinci se adaptují snáze než starší, samičky snáze než samci. Velmi nepříznivé je zjištění, že adaptace jevící všechny známky trvalosti může být zdánlivá a po určité době se může objevit nemoc z přetížení.
Vilv přetížení na celý organismus dokazuje struktura těl obratlovců. Váha živočicha se zvyšuje úměrně s objemem, tedy s třetí mocninou jeho průměrného rozměru. Pevnost skeletu, který tuto váhu podpírá, vzrůstá úměrně s průřezem jeho kostí, tj. s druhou mocninou průměrného rozměru jejich průřezu. Zvětší-li se objem živočicha, musí se patřičně zvětšit objem jeho kostí. V opačném případě by byla porušena dynamická rovnováha mezi váhou těla a pevností skeletu. Tím je vysvětlena známá skutečnost, že čím větší je obratlovec, tím větší procento jeho celkové hmotnosti připadá na kostní hmotu.
Velice zajímavé je zjištění, že způsobilost k fyziologické adaptaci na přetížení je dědičná. Bylo zjištěno, že po 5 generačních výběrech nejlépe se adaptujících jedinců krys byla získána generace, u níž úmrtnost na nemoc z přetížení dosahovala jen 10% úmrtnosti kontrolní skupiny. Přitom krysy se zvýšenou adaptační způsobilostí k přetížení se ničím nelišily od krys z kontrolní skupiny.
Názor genetiků, že mechanismus dědičného zvýšení způsobilosti k adaptaci spočívá spíše ve zvýšení počtu genů podílejících se na adaptaci než v mutacích, je značně diskutabilní. Zatím objasněné mechanismy účinků přetížení na molekulární úrovni svědčí spíše pro mutační změny. Získané výsledky rovněž napovídají, že v dědičných mechanismech hrají významnou úlohu metabolické procesy. Závažná otázka možných mutačních změn vyvolávaných přetížením zůstává zatím nezodpovězena. Provádění pokusů v této oblasti je velice náročnou a choulostivou záležitostí.
Z Newtonova zákona F = m .g je zřejmé, že působení gravitačních sil na nějaký objekt je tím větší, čím je objekt hmotnější. Tato skutečnost by mohla být zdůvodněním náhlého vymření obrovitých dinosaurů během relativně krátkého období v druhohorách. V důsledku nějaké přírodní katastrofy (průlet velké komety nebo meteoritu v těsné blízkosti Země, mohutná sopečná erupce, srážka meteoritu se Zemí apod.] mohlo dojít v druhohorách k dramatické změně gravitačích poměrů na Zemi. Vyvolané změny nemusely být nijak velké, ale pro obrovité obratlovce, jakými obrovití dinosauři typu Apatosaura, Brachiosaura či Brontosaura bezpochyby byli, mohly pro ně mít tragické následky. Změny gravitace vyvolané zvýšením rotace Země kolem vlastní osy mohly u nich vyvolat nemoc z přetížení mající za následek buď přímo smrt nebo aberace genetického materiálu. Obrovití dinosauři neumírali okamžitě, ale během poměrně velice krátké doby na následky celkového metabolického a humorálního rozvratu vyvolaného větším přetížením. Následné aberace genetického materiálu (změny ve struktuře DNA a RNA) mohly mít za následek úplné zakrnění evoluční větve těchto živočichů.
Výsledky pokusů se zvířaty, která byla vystavena přetížení, tuto hypotézu potvrzují. Svědčí o tom, že i poměrně nevelká změna přetížení se může stát vysoce efektivní, jestliže se její účinek zesílí prostřednictvím velké hmotnosti. Změna přetížení 0,5 g působící na organismus vyvolává například reakci svalú na přetížení, která je tisíckrát větší než reakce vyvolaná přetížením na tyto tkáně před změnou velikosti působícího přetížení. Takovým způsobem biologické účinky přetížení mající vliv na relativně velké struktury se realizují na poměrně malé ploše. Vyvolávají určitou specifickou reakci, například sekreci humorálního agens nebo nervové podráždění, které pak ve svém důsledku může působit zhoubně na celý organismus.
Vymření dinosaurů popisují celé stovky různých hypotéz. Nejuznávanější z nich je Alvarezova impaktní teorie o srážce Země s obřím meteoritem o průměru minimálně 300 km. Srážka Země s tak obřím tělesem měla za následek vznik celé řady tragických fenomenů: obrovská mračna dýmu jako důsledek obřích požárů, z toho vyplývající neprostupnost zemské atmosféry pro sluneční paprsky mající za následek prudké ochlazení atmosféry, vyhynutí rostlin, kterými se dinosauři živili, a nakonec i vyhynutí dinosaurů. Tato teorie však nevysvětluje, proč vymřeli jen velcí dinosauři, zatímco malí dinosauři, malí plazi, malí savci a zvláště obojživelníci (žáby, čolci, mloci), kteří jsou nejcitlivější na změnu teploty, v klidu a pohodě přežili. Také celá řada dalších, zdánlivě věrohodných teorií o vyhynutí dinosaurů, zcela jednoznačně pokulhává v tomto základním rozporu : velcí dinosauři vyhynuli, všechno ostatní, co bylo mnohem menší než obrovití dinosauři, přežilo.
Svou hypotézu o vyhynutí dinosaurů, jehož příčinou byla nemoc z přetížení, jsem vyslovil někdy začátkem osmdesátých let ve svém článku GRAVITAČNÍ BIOLOGIE (PŘEKVAPIVÉ BIOFYZIKÁLNÍ EFEKTY PŘETÍŽENÍ). Článek obcestoval redakce všech v té době u nás existujících vědeckých a populárně vědeckých časopisů se žádostí o jeho otištění, než byl v roce 1985 otištěn ve VTM, samozřejmě bez jakékoliv zmínky o dinosaurech. Pasáž o teorii vysvětlující vyhynutí dinosaurů byla z článku vypuštěna. Dodnes nevím proč. Neshledávám na ni nic ideologicky natolik nepřípustného, že by nemohla být tehdy otištěna. To však není podstatné. Podstatnější je to, zda by tuto teorii nešlo nějakým zůsobem dokázat nebo vyvrátit. By» jen teoreticky. Mladí (ale i Vy věkem poněkud sešlejší) surfeři na internetu, kdo trochu rozumíte matematice, fyzice, chemii a biologii, máte možnost pokusit se o potvrzení nebo vyvrácení teorie, která nedává spát stovkám vědců na celém světě. Není důležité, zda se vám to nakonec povede, či nikoliv. Vězte totiž, že štěstí neznamená vytýčení si nějakého cíle a jeho zdárné dosažení, nýbrž samotné cestování. A to za to rozhodně stojí, nemyslíte?
Nový pohled na vyhynutí dynosaurů aneb jak pracují impaktologové
Úterý, 16. prosinec 2003, Autor Švanda – Scheirich
Dlouhou dobu si geologové i paleontologové lámali hlavu s původcem náhlé změny podmínek, které vedly k vyhynutí dinosaurů, jež byli v druhohorách pány souše, vody i vzduchu. V roce 1991 přišlo náhlé řešení na základě měření odchylek lokálního magnetického pole byl na poloostrově Yucatan objeven val kráteru o průměru dvě stě kilometrů, jehož stáří odpovídá právě přelomu druhohory/třetihory. Měření ukázala, že původ kráteru s názvem Chicxulub lze datovat do doby vzdálené od současnosti 65,5 $pm$ 0,6 milionu let. Dopad přibližně desetikilometrové planetky nebo jádra komety tehdy způsobil obrovské vlny tsunami v pobřežních oblastech a celosvětové požáry. Ovlivnil také výrazně geologickou stabilitu planety, což se projevilo především rozsáhlými celosvětovými zemětřeseními a zřejmě též výraznější vulkanickou činností. Vražedná kombinace nepříznivých vlivů měla na biosféru fatální vliv zmizely všechny obří druhy ještěrů a příležitost ovládnout planetu dostali savci.
Záhada byla tedy "vyřešena". Všechno bezvadně sedělo jak datově, tak důsledky. Dokonce lze vysvětlit i několik centimetrů tenkou iridiovou vrstvičku, jež se nalézá v sedimentech přelomu druhohor a třetihor prakticky po celé planetě. Iridium je totiž na Zemi velmi vzácný prvek, jež má ovšem podstatně hojnější zastoupení ve vesmírných šutrech. Výskyt klenotu takového formátu ve velmi úzké vrstvě lze velmi snadno interpretovat pomocí dopadu velkého kosmického kamene, jež se po dopadu prakticky celý vypařil do atmosféry a jeho hmota poměrně rovnoměrně pokryla celý zemský povrch.
Jenže nyní se zdá, že dopad na Yucatan nebyl ojedinělým úkazem. Simon P. Kelley (Open University, Velká Británie) a Eugene Gurov (National Academy of Ukraine) podrobili pečlivému zkoumání čtyřiadvacetikilometrový kráter s názvem Boltysh. Jde o komplexní impaktní strukturu se středovým vrcholkem o průměru 6 km vyčnívající 550 m nad okolní dno kráteru. Kráter leží asi padesát kilometrů severně od ukrajinského města Kirovograd a dříve se zdálo, že tento kráter je starý nějakých 73 milionů let. Tento údaj byl stanoven pomocí stratigrafického datování, jež využívá například výskytu fosílií význačných krátcežijících živočišných druhů v geologických vrstvách. Modernější radioizotopická analýza ale ukázala, že jeho stáří je mírně jiné, a to sice 65,2 $pm$ 0,6 milionů let. Přestože byl kráter Boltysh způsoben dopadem tělesa o energii asi čtyřistakrát menší než Chicxulub, chybové intervaly stáří obou kráterů se překrývají, což je samo o sobě dosti podezřelé.
Vezmeme-li v úvahu, s jakou periodou je země bombardována vesmírnými tělesy v součastnosti (u dopadů kilometrových těles je statistická perioda přibližně 2,5 milionu let), dá se s celkem vysokou pravděpodobností předpokládat, že oba dopady nejsou zcela nezávislé. Vědci jdou ve svých předpovědích dokonce dál.
Vycházejme z předpokladu, že oba dopady spolu velmi úzce souvisí. Země je z více než sedmdesáti procent pokryta vodou. Jestliže jsme nalezli dva krátery na pevné souši, zcela statisticky lze očekávat tři další podobné krátery v mořských hlubinách.
Zde ale narazíme na nepřekonatelný problém planeta Země je doposud geologicky docela aktivní a oceánská zemská kůra se díky tomu zcela obnoví za řádově desítky milionů let. V divergentních rozhraních středooceánských hřbetů se totiž oceánská kůra neustále tvoří z vytékajícího magmatu. Následkem konvektivních pohybů v zemském plášti je oceánská deska posouvána a na okrajích oceánů (v tzv. subdukčních zónách) podsouvána pod desky pevninské. Je tedy dosti pravděpodobné, že by případné dopadové stopy byly touto činností již zcela vymazány.
Samotná myšlenka, že impakt se odehrál na rozhraní druhohor a třetihor, ani data, která by to potvrzovala, nejsou úplně nové. Jedno z prvních datování bylo provedeno v 70. letech dvacátého století metodou zkoumání stop po štěpení radionuklidů a jeho výsledky se pohybovaly v rozmezí 64 až 108 milionů let, přičemž nejpravděpodobnější hodnota tehdy udávala asi 88 mil. let. Tým vědců z Vernadskyho institutu geochemie a analytické chemie v Moskvě použil v roce 1998 stejnou metodu a dospěl ke stáří 65 $pm$ 1 mil. let. Princip této metody si ukážeme právě na způsobu, kterým postupovala tato skupina. Pro datovaní byla použita impaktní tavenina - materiál přetavený teplem uvolněným při vzniku kráteru - získaná ze vzorků jednoho z výzkumných vrtů v kráteru Boltysh v hloubce 762 metrů. Přetavením a rychlým utuhnutím získal původní materiál podobu skla, ve kterém se vyskytují krystalky dalších minerálů. Vzorek taveniny byl rozdrcen a ze vzniklé drtě bylo vybráno 262 fragmentů čistého skla o velikostech 0,25 až 1 mm. Kousíčky skla se přeleští a naleptají roztokem kyselin. Na jejich povrchu se potom pod mikroskopem spočítají stopy po rozpadu radioaktivních prvků.
Každý materiál, z nějž je složena Země nebo jiná pevná tělesa sluneční soustavy tyto radioaktivní prvky v malém množství obsahuje - zejména uran 238U. Ten se samovolně štěpí s poločasem rozpadu 4,5 miliardy let na thorium a ačkoliv je rychlost této přeměny velmi pozvolná (pravděpodobnost rozpadu jednoho jádra za rok je 7,03 10-17), za dlouhou dobu se celkové množství rozpadů nastřádá. Při každé takové události se uvolní energie, která stačí na vytvoření mikroskopické dutinky v materiálu. Když tyto stopy po rozpadech jednotlivých částic spočítáme, můžeme stanovit stáří materiálu. Radioaktivní prvky se pochopitelně rozpadají neustále. Ale při roztavení materiálu jsou veškeré takto vzniklé stopy vymazány a teprve při jeho utuhnutí se na čistém podkladě opět začínají tvořit nové. Proto pod stářím materiálu vždy rozumíme dobu od jeho posledního přetavení.
Úplně nejjednodušší ale tento postup není. Jednak počítáme stopy pouze na povrchu fragmentů (a nikoliv v celém objemu), a navíc pro určení stáří pouze na základě počtu těchto stop bychom museli znát přesné množství uranu v původním složení. A proto se využívá skutečnosti, že rozpad uranu lze vyvolat i uměle ozářením neutrony. Tím simulujeme přirozený rozpad, jenom zrychleně a probíhající na menší časové škále. Vědci z Vernadskyho institutu po spočítání stop ozářili vzorky svazkem neutronů s hustotou 2,15 1016 neutronů/cm2 a poté stejným způsobem spočítali stopy po rozpadu. Zatímco celkový počet stop na všech vzorcích před ozářením byl 4912, po ozáření vzrostl na 54166. Z těchto dvou čísel lze odvodit stáří materiálu, protože jejich poměr není závislý na celkovém množství uranu. To dokazuje i fakt, že poměr stop před a po ozáření vychází přibližně stejný pro všech 262 zkoumaných fragmentů skla i přesto, že jejich rozměry jsou různé a koncentrace uranu se může vzorek od vzorku mírně lišit.
Proč se tím ale vědci vlastně zabývají? Důvod je prostý - pokud by za zkázu dinosaurů mohl vícenásobný dopad, zřejmě by to vypovědělo více o původu tělesa, jež katastrofu způsobilo. Planetky totiž obvykle cestují vesmírem zcela osamoceně. Komety naopak podléhají velmi intenzivně gravitačnímu ovlivňování velkých planet a při blízkém průletu může dokonce dojít k jejímu slapovému roztrhání na více kusů (může a děje se to i u planetek, protože většina planetek jsou pouhé gravitačně vázané shluky balvanů, ale obvykle to vede pouze ke vzniku binárních planetek, kterých je mezi blízkozemními tělesy asi 1/6) . Vzpomeňme si na rok 1994, kdy došlo k dopadu komety Shoemaker Levy 9 do atmosféry Jupitera kometa byla předchozím průletem kolem obří planety roztrhána na více než dvacet fragmentů.
Jinou možností je gravitační porucha v Oortově mračnu (obrovské mrazničce určené k úschově neaktivních kometárních jader, jež se nachází na hranicích Sluneční soustavy), kdy by mohlo dojít ke katapultaci kometárních jader do centra Sluneční soustavy. V tomto případě by mohly být jednotlivé dopady časově vzdáleny dokonce stovky let.
To, že kráter Boltysh mohl být vytvořen dopadem komety, naznačují již dlouho i analýzy množství prvků, které se v zemské kůře téměř nevyskytují. Mezi nejznámější patří právě iridium, které tolik proslavilo velký impakt na konci druhohor. V kráteru Boltysh se ho ale paradoxně vyskytuje velice málo. Tedy v porovnání s ostatními meteoritickými krátery, protože i přesto je jeho koncentrace asi 10 vyšší než běžný průměr v zemské kůře (který činí 0,03 ng/g). Nicméně např. kráter Clearwater East jeden ze známé dvojice Clearwater Lakes v Kanadě obsahuje zhruba 25 ng/g iridia. Iridium se ve vysokých koncentracích vyskytuje v meteoritech, pro uhlíkaté chondrity je udávána koncentrace 459 ng/g. Ačkoliv přesný obsah iridia v kometách neznáme, předpokládá se, že by ho v nich mělo být málo kvůli jejich původu. Komety vznikaly ve vzdálenějších oblastech, kde byl obsah těžších prvků mnohem nižší než v centrálních partiích vznikající sluneční soustavy.
Ať tak či onak, ani kráter Boltysh ani Chicxulub jistě ještě neřekly své poslední slovo. V některých ohledech se výzkum impaktních kráterů podobá tak trochu hádání a proto se nejspíše ještě dočkáme řady dalších bombastických titulků, oznamujících úplný zvrat v našem dosavadním poznání.
Zdroj:
Kashkarov et al., Fission Track Dating of The Boltysh Imapct Crater, Ukraine, XXIX Lunar and Planetary Science Conference, 1998
G. Schmidt, Clues to the nature of the impacting bodies from platinum-group elements in borehole samples from Clearwater East crater and the Boltysh impact crater, Meteoritics and Planetary Science 32, 761-767 (1997).
Dinosauři vymřeli tím, že se otrávily plynem z komety
Ano, existuje i tato teorie a více si o ní můžete přečíst na těchto stránkách v článku Velké permské a triaské vymírání (převzato ze speciálu 21. století 111 největších katastrof v dějinách Země.