עד שנת 1980 התמקדו הגיאולוגים בהגדרת השכבות העיקריות ובתקופות הגיאולוגיות שלהם ותקופותיהם. חמשת התקופות הגיאולוגיות מסתיימות בסיומת "זואיקון", המתייחסות לחיים, משום שהן מוגדרות על ידי סוגי צורות החיים הנמצאות בשכבות אלה. הגיאולוגים לא הקדישו תשומת לב רבה למעברים מתקופה גיאולוגית אחת לאחרת, שתאפיינו בשינויים ניכרים של מינים שונים. איש לא ידע אם השינויים הללו התרחשו בהדרגה או בבת אחת.
באדיבות Teach Astronomy
בעקבות ראיות ממאובנים ומבנה גיאולוגי, החליטו הגיאולוגים שחלק מהשינויים היו דרמטיים מאוד. מחקרים מודרניים מראים כי עידן הפליאוזואיקון הסתיים באסון ענק לפני כ -250 מיליון שנה, כאשר כ- 90% מהצמחים הקיימים ובעלי החיים מתו תוך פחות מחצי מיליון שנים. לאחר מכן, השתלטו הזוחלים במהירות על עולם החי והיו דומיננטים במשך 200 מיליון שנה. ואז, לפני כ -65 מיליון שנה, ניחת אסון נוסף על רוב המינים הקיימים, כולל הזוחלים הענקיים, או הדינוזאורים. מכיוון שהדבר אירע בין התקופה קרטיקון העליון (K) לתקופת הקרטיקון השלישית (T), הוא מכונה "הכחדת הגבול" K-T. (כאשר K הוא מקורו באיות הגרמני של קרטיקון). בדומה לכך, סוף התקופה הפליאוזואית נקראת גם הגבול הפרמי-טריאסי. אירועים אלה הם הכחדות המוניות: במשך זמן קצר יחסית שבהם חלק גדול מהמינים נעלם. סופם של עידן פליאוזואיקון ומזוזואיקון התרחשו שתי הכחדות המוניות. הן מצייניות הפסקות דרמטיות ברצף המאובנים, שהגיאולוגים מגדירים לפיהם התחלה או סיום של תקופות גיאולוגיות. דוגמאות של הכחדות המוניות קטנות יותר מגדירות גבולות בין תקופות גיאולוגיות אחרות.
במשך זמן רב, שתי ההכחדות ההמוניות הגדולות קיבלו תשומת לב נרחבת בספרי לימוד בגיאולוגיה. חלק מהסיבה היה האופי המקוטע של רצף המאובנים. שכבת הסלעים והמאובנים אינה מסודרת לאורך זמן גיאולוגי. געש, סחף או מפולות סלעים יכולים להרוס חלק מן הראיות לרצף המאובנים. כמו כן, יש מגבלות לתיארוך רדיואקטיבי. נניח שאנחנו יכולים לקבוע את גיל של 100 מיליון שנה סלעים עתיקים בדיוק של 0.1%. טעות המדידה היא עדיין 100,000 שנים. משמעות הדבר היא כי 100,000 שנה הוא הגבול של היכולת שלנו לדייק בזמן. אם אנו רואים שהיעלמותם של מינים רבים התרחשה במרווח הזה, האם עלינו להחליט על שינוי ההדרגתי או קטסטרופלי? אבל ככל שגיאולוגים מצאו עוד מאובנים, הדייקנות שלהם השתפרה, וההכחדות נראו יותר דרמטיות.
ההכחדה ההמונית הראשונה מוסברת על ידי ראיות מדעיות ישירות. זה היה בסוף המזוזואיקון לפני 65 מיליון שנה. כ 75% מכלל מיני הצמחים ובעלי חיים נעלמו בתוך כמיליון שנים, כולל הדינוזאורים! בתחילת שנות ה -80, הגיאו-כימאים הגיעו לתגלית מעניינת הנוגעת לשכבה הדקה של משקעים בגבול שבין סלעי קרטיקון והסלעים שלישוניים. היא הכילה עודף של אירידיום, יסוד נדיר ביותר בסלעי הקרום של כדור הארץ, אך קיים ברמות גבוהות יותר במטאוריטים. תגלית זו הובילה לתיאוריה של התנגשות של מטאוריט ענק שכנראה הובילה לסיום המזוזואיקון. ראיות נוספות תמכו בתיאוריה זו: שכבת האירידיום הייתה מעורבת בזכוכית מזוגגת, שנוצרה על ידי גרגרי סלע מותכים וקוורץ שחוממו בגל הלם. הלחצים הקיצוניים הדרושים לכך יכולים להיווצר רק כתוצאה מהתנגדות לתנועה במהירות הגבוהה. מדענים גילו גם ריכוזי פיח באותה שכבה, שמציינים שריפות יער ברחבי העולם.
הצילום באדיבות: לורנס ברקלי מהמעבדה הלאומית.
במשך שנים התווכחו מדענים כיצד לפרש את הראיות. צוות שהורכב מאב ובנו וולטר אלווארז, גיאולוג ולואיס אלווארז, חתן פרס נובל, דגל בהשערה כי פגיעה מהחלל השמידה את הדינוזאורים ומינים אחרים. זה היה רעיון שנוי במחלוקת. בשיטה המדעית, יש כמעט תמיד הסברים סותרים לכל קבוצת נתונים. בגלל התיארוך הרדיואקטיבי יש רזולוצית זמן מוגבלת, ומדענים לא יכלו להוכיח כי ההכחדה היתה קטסטרופלית – המתרחשת על פני תקופה של ימים או שנים, אך לא לאורך עשרות אלפי שנים. וולקניזם היה יכול לייצר את הסלעים המוזהבים, ויכול היה להצית שריפות יער. אבל וולקניזם לא יכול לייצר את הלחצים הגבוהים הנובעים מגלי הלם.
"האקדח המעשן" בסיפור הבלשי הזה עדיין חסר. אם הפגיעה היא האשמה בהכחדה המונית, איפה נמצא מכתש הפגיעה? במה שמכונה כיום צפון אמריקה, מדענים מצאו כי השכבה בת 65 מיליון השנים מכילה משקעים שנוצרו בעקבות גלי צונאמי גדולים או גלי גאות. פגיעת צונאמי אולי התרחשה במפרץ מקסיקו. אך בסופו של דבר, מדענים גילו מכתש גדול שנקבר תחת משקעים, על קו החוף של בחצי האי יוקטן במקסיקו. המכתש, הנקרא צ'יקסולוב (Chicxulub) ע"ש עיירה סמוכה. המכתש היה בקוטר של בין 160 ל -180 ק"מ מצד לצד. הוא נוצר על ידי פגיעה של אסטרואיד בקוטר 10 ק"מ – בגודל של עיר קטנה! אבל האם המכתש הוא בעל הגיל הנכון? לאחר תקופה שבה נחקרו בקפדנות דגימות ליבה שנלקחו על ידי חברת נפט מקסיקנית, היו בידי המדענים ראיות הנדרשות. המכתש אכן נוצר לפני 65 מיליון שנה.
מה קרה לאחר שהאסטרואיד פגע, שגרם להכחדה של כל כך הרבה מינים? הפרטים מורכבים ביותר, והם עדיין לא מובנים עד סופם. הפגיעה האדירה הרימה כנראה ענן אבק ופסולת אל החלל, ואחר כך התפשטה אל תוך האטמוספרה ברחבי העולם. אם היית עומד על כדור הארץ דקות ספורות לאחר הפגיעה של המטאוריט, היית רואה את האור בשמים דועך בעקבות פסולת שהצטברה בו. הפסולת המותכת גרמה לגל חום חזק, שייתכן והרג מיד בעלי חיים רבים והצית שריפות יער. השריפות יצרו כמות עצומה של פיח שהגיע אל הסטרטוספירה. הפיח כנראה צף שם זמן מה וחסם את אור השמש במשך שבועות או חודשים. המשקעים באזור המכתש היו עשירים בפחמימות וגופרית, וחומרים אלה התאדו כתוצאה מהפגיעה. פחמן דו חמצני התפשט לתוך האטמוספירה והביא להתחממות גלובלית ארוכת טווח. הגופרית שנפלטה השתלבה עם מים באטמוספירה, כדי ליצור גשם חומצי. כל השינויים האלה השפיעו על שרשרת המזון כולה. הזוחלים, ששלטו בכדור הארץ במשך 150 מיליון שנה נכחדו, בשל שינוי קטסטרופלי בסביבתם. בעקבות ההכדה מינים חלשים, כולל יונקים קטנים מסוימים התגברו, שררה עכשיו פחות תחרות. הם התפשטו לתוך ריק אקולוגי זה, והתפתחו למינים חדשים, כולל יונק זקוף מסוים שהתפתח עד כדי כך, שיוכל ללמוד אסטרונומיה.
באדיבות Teaching Astronomy
בהכחדה ההמונית המרהיבה שסיימה את העידן הפליאוזואיקון לפני כ -250 מיליון שנה, הוכחדו אפילו מינים רבים יותר. באוקיינוסים, ההכחדה הגיעה לכדי 95% מכלל המינים! אירוע זה היה דרמטי כל כך, שספרי הלימוד בגיאולוגיה מתייחסים אליו כאל "המוות הגדול". הסיבה לכך עדיין לא ברורה, לא נמצאה הוכחה חיובית לפגיעה חיצונית, כך שרוב ההשערות מתמקדות בגורם פנימי אירועים גיאולוגיים. אחת ההשערות המובילות היא כי התפרצויות גדולות של מגמה חמה שהתפרצו באופן אקראי, היו האחראיות לכך. בהגיע זרמי הלבה לקרום, הם גרמו לפרקי זמן משמעותיים של פעילות געשית ותזוזות טקטוניות ניכרות, ששינו את האקלים של כדור הארץ. היפותזה חלופית כוללת מחזור פתאומי או הפרעה באוקיינוס, שהביא מים עניים בחמצן אל פני השטח והגביר את ריכוז CO2 באוויר. אלה לא יכולים להיות אסונות פתאומיים כמו מפגעי אקלים חולף, אבל הם עדיין יכולים לגרום לשיעורי ההכחדה ניכרים ובעקבותיה הופעתם של מינים חדשים בנישות סביבתיים חדשים.
בשנת 1996, הפליאונטולוג אורגון גרגורי רטאלק הציג עדויות של גרגרי קוורץ מותך מהשכבה בסיום הפלאוזואיקון. גרגרי קוורץ מותכים מתקבלים בדרך כלל כראיה לפגיעה חיצונית. יש להניח כי פגיעה באוקיינוסים או בשוליים היבשתיים עלולה להשפיע על האוקיינוסים, והמכתש יכול היה להיחרב לאחר מכן על ידי פעילות טקטונית של השכבות. המעקב אחרי המאובנים הללו מעט מאתגר. מאחר וטכניקות רדיואקטיביות אינן יכולות לקבוע את גיל הסלעים בדייקנות גבוהה, קשה להבחין בין ההיפותזות היריבות של קטסטרופה פתאומית לבין שינוי גיאולוגי איטי במקצת. אפילו סיפור ההכחדה של K-T הפך מעורפל יותר בשנים האחרונות. הגיאולוגים הצביעו על גל של התפרצויות געשיות, שקדם במעט להופעת מכתשים אחרים בעלי גיל דומה שנמצאו, ולכן ייתכן שהחיים היו מושפעים ממספר "פגיעות". לקח חשוב בשיטה המדעית הוא להימנע מבלבול בין מתאם לבין סיבתיות. המרוץ אחר הסבר לאירועים הדרמטיים ביותר של הכחדה בהיסטוריה של כדור הארץ מוסיף להתקיים במלוא עוזו
Author: Chris Impey