Хоча загальна картина загибелі динозаврів давно пов’язується з падінням астероїда, як саме це сталося — все ще не ясно. Значна частина, якщо не більшість цих істот були покриті пір’ям і теплокровні, тобто, як і птахи (біологічно — беззубі динозаври), мали високі шанси вижити. Проте цього не сталося, і автори нової роботи дали можливість зрозуміти чому.
Ситуація з потужними вибухами астероїдів, що вбивають багато живих істот, зустрічається в природі регулярно. Наприклад, 0,8 мільйона років тому падіння великого астероїда дало вибух в мільйон мегатонн, порядку однієї сотої від Чиксулуба. Приблизно тоді ж чисельність людства впала відразу в 100 разів. Аналогічні події були і з іншими видами тієї пори, але ніякого масового вимирання не спостерігалося. Іншими словами, пряма загибель безлічі особин тих чи інших видів ще не означає вимирання цих самих видів.
У разі загибелі динозаврів це правило теж явно працювало: птахи, за сучасною класифікацією, — теж динозаври, тільки, на відміну від їх вимерлих родичів, позбавлені зубів. Однак те, чому саме види з зубами тоді отримали такий серйозний удар, залишається не цілком ясним.
Нова робота, що вийшла в журналі Nature, показує події з раніше невідомої сторони. Дотепер при розрахунку астероїдної зими, викликаної підйомом в атмосферу пилу від вибуху на 100 мільйонів мегатонн, обмежувалися урахуванням діоксиду сірки і деяких інших сполук. Хоча вони ефективно блокують нагрівання нижніх шарів атмосфери сонячними променями, але кількість сірки в земних породах не настільки велика.
За розрахунками, такої “ковдри” повинно було вистачити на зиму — нехай і морозну, але не дуже тривалу, всього в кілька років. Потім температури повинні були зрости. Автори нового дослідження підійшли до проблеми з іншого боку: вони розрахували, якою буде доля вибитих з планети силікатних порід, куди більш масових, ніж сірка.
Вчені виявили у відкладеннях в Північній Дакоті, в шарах, що належать до періоду відразу після вибуху, велика кількість мікрочастинок діоксиду кремнію, що утворюється з силікатних порід після надпотужних вибухів. Розміри цих мікрочастинок – від 0,9 до 8,0 мікрометра, при середньому діаметрі частинок в 2,9 мікрометра.
- Генетики розкрили, як кити стали гігантами
- У спеку слони втрачають стільки води, що можна наповнити дві ванни
- Армія США почала готуватися до пандемії коронавіруса
Далі дослідники спробували на цій основі порахувати, який вплив міг надати пил з такою високою концентрацією на клімат Землі після Чиксулубської події. Виявилося, в силу малих розмірів частинок він міг залишатися в атмосфері приблизно 15 років. Тільки його одного вистачало для зниження глобальних температур на величину до 15 °C протягом довгих років. А в перші два роки, коли концентрація пилу була найвищою, фотосинтез повинен був зупинитися по всій планеті.
При цьому вплив частинок діоксиду сірки, викинутих в атмосферу чиксулубським вибухом, хоча і був більш сильним перший час після катастрофи, вже через вісім років падав до дуже малих величин (частинки діоксиду сірки швидше осідають вниз внаслідок більшої питомої ваги та інших параметрів). Тобто, якщо перший, найпотужніший, удар дали саме оксиди сірки, то особливу, безпрецедентну для астероїдних вибухів меншої потужності, тривалість астероїдної зими надав саме діоксид кремнію в повітрі.
Ілюстрація (з описуваної роботи) частини подій після удару чиксулубського астероїда / © Оzgоr Karatekin et al.
Все це створює дещо іншу картину того, що сталося. Навіть якщо якісь динозаври з зубами пережили перші кілька років астероїдної зими завдяки поїданню мертвої (два роки без фотосинтезу) рослинності, то потім їх чекало нове випробування — десятиліття продовженої астероїдної зими дещо меншої інтенсивності.
В таких умовах покритонасінні і голонасінні з крейдяного періоду не мали шансів на успішне зростання. Про це ж говорять сліди так званого папоротевого шару, що зустрічається відразу після чиксулубської події по всій Землі. Папороті можуть рости навіть в умовах дефіциту світла і бідності грунтів. Однак їх тривале — як мінімум десятки років – домінування означало, що більшість наземних видів рослиноїдних динозаврів було приречене на вимирання. Папороті досить токсичні для більшості великих організмів.
У цих умовах птахи, чиї яйця мають цикл розвитку в лічені тижні, могли приносити потомство і навіть встигати його висидіти до неминучої міграції в нове місце в пошуках їжі. Динозаври з зубами мали час висиджування яєць в багато місяців (розвиток зубів у ембріонів займало багато часу) і опинилися, як ми вже відзначали, в набагато більш важчій ситуації. Очевидно, подовжений характер астероїдної зими був одним із факторів, який повністю блокував виживання цієї колись домінуючої групи великих наземних тварин.