دعونا نسافر 66 مليون سنة إلى الوراء إلى يوم هادئ فيما يعرف الآن بتكساس. قطيع من 30 طنا من الالاموصورات يرعى بسلام في مستنقع مشبع بالبخار. فجأة ، غلفهم ضوء ساطع وكرة نارية حارقة.
إنه آخر شيء تراه هذه الديناصورات.
الشرح:ما هي الكويكبات؟
على بعد 1500 كيلومتر (900 ميل) ، اصطدم كويكب يتحرك بسرعة تبلغ 50 ضعف سرعة الصوت في خليج المكسيك. صخرة الفضاء ضخمة - بعرض 12 كيلومترًا (7 أميال) - بيضاء ساخنة. يؤدي تناثره إلى تبخير جزء من مياه الخليج وجزء كبير من الحجر الجيري أدناه.
تداعيات ذلك التاريخ:فوهة بركان وحشية وانقراضات كبرى ونهاية الديناصورات. في الواقع ، أدى التأثير إلى تغيير مسار الحياة على الأرض إلى الأبد. مع اختفاء الديناصورات ، نهضت الثدييات لتهيمن على الأرض. تشكلت أنظمة بيئية جديدة. من الرماد نشأ عالم جديد.
ولكن ما الذي حدث حقًا في ذلك اليوم الأخير العنيف جدًا من العصر الطباشيري (كريه تاي شو)؟ نظرًا لأن العلماء يدرسون تحت الأرض في خليج المكسيك وأماكن أخرى ، تظهر تفاصيل جديدة.
الحفرة الغامضة
يُظهر سجل الحفريات بوضوح انقراضًا كبيرًا في نهاية العصر الطباشيري. الديناصورات التي سارت على الأرض لعشرات الملايين من السنين اختفت فجأة. لماذا بقي لغزا لسنوات عديدة.
ثم في الثمانينيات ، لاحظ الجيولوجيون وجود طبقة مميزة من الصخور في العديد من الأماكن حول العالم. كانت الطبقة رقيقة للغاية ، وعمومًا لا يزيد سمكها عن بضعة سنتيمترات (عدة بوصات). كان يحدث دائمًا في نفس المكان بالضبط في السجل الجيولوجي:حيث انتهى العصر الطباشيري وبدأ العصر الباليوجيني. وفي كل مكان تم العثور عليه ، كانت الطبقة مليئة بالعنصر إيريديوم.
الإيريديوم نادر للغاية في صخور الأرض. ومع ذلك ، فهو شائع في الكويكبات.
الشرح:فهم الزمن الجيولوجي
كانت الطبقة الغنية بالإيريديوم منتشرة في جميع أنحاء الأرض. وظهرت في نفس اللحظة في الزمن الجيولوجي. هذا يشير إلى أن كويكبًا واحدًا كبيرًا جدًا قد ضرب الكوكب. لقد طارت أجزاء من هذا الكويكب في الهواء وسافرت حول العالم. ولكن إذا كان الكويكب كبيرًا جدًا ، فأين الحفرة؟
يقول ديفيد كرينج:"شعر الكثيرون أنه يجب أن يكون في البحر". "لكن الموقع ظل لغزا." كرينغ جيولوجي في معهد القمر والكواكب في هيوستن ، تكساس. لقد كان جزءًا من فريق انضم إلى هذا البحث عن الحفرة.
في حوالي عام 1990 ، اكتشف الفريق نفس الطبقة الغنية بالإيريديوم في دولة هايتي الكاريبية. ولكن هنا كانت سميكة - نصف متر (1.6 قدم) سميكة. وكانت تحمل علامات منبهة عن اصطدام كويكب ، مثل قطرات الصخور التي ذابت ، ثم بردت. تعرضت المعادن الموجودة في الطبقة للصدمة - أو تغيرت - بسبب الضغط المفاجئ والمكثف. علم كرينج أن الحفرة يجب أن تكون قريبة.
ثم كشفت شركة نفطية عن اكتشافها الغريب. كان مدفونًا تحت شبه جزيرة يوكاتان المكسيكية عبارة عن هيكل صخري نصف دائري. قبل سنوات ، كانت الشركة قد حفرت فيه. ظنوا أنه يجب أن يكون بركان. سمحت شركة النفط لـ Kring بفحص العينات الأساسية التي جمعتها.
بمجرد أن درس هذه العينات ، أدرك كرينج أنها جاءت من فوهة بركان تسبب فيها اصطدام الكويكب. امتدت أكثر من 180 كيلومترا (110 ميلا) عبر. أطلق فريق كرينج على فوهة البركان Chicxulub (CHEEK-shuh-loob) ، على اسم بلدة مكسيكية الآن بالقرب من موقع فوق سطح الأرض في وسطها.
Into Ground Zero
في عام 2016 ، انطلقت بعثة علمية جديدة لدراسة الحفرة التي يبلغ عمرها 66 مليون عام. أحضر الفريق منصة حفر إلى الموقع. قاموا بتثبيته على منصة تقع في قاع البحر. ثم حفروا عميقا في قاع البحر.
لأول مرة ، استهدف الباحثون جزءًا مركزيًا من الحفرة يسمى حلقة الذروة. حلقة الذروة هي سلسلة من التلال الدائرية من الصخور المنهارة داخل فوهة صدمية. حتى ذلك الحين ، رأى العلماء حلقات الذروة على الكواكب الأخرى والقمر. لكن الحلقة الموجودة داخل Chicxulub هي الحلقة الأوضح - وربما الوحيدة - على الأرض.
كان أحد أهداف العلماء معرفة المزيد حول كيفية تشكل حلقات الذروة. كان لديهم الكثير من الأسئلة الأخرى أيضًا. كيف تشكلت الحفرة؟ ماذا حدث بعد ذلك مباشرة؟ ما مدى سرعة تعافي الحياة بداخلها؟
ساعد شون جوليك في قيادة الحملة. كعالم جيوفيزيائي في جامعة تكساس في أوستن ، يدرس الخصائص الفيزيائية التي تشكل الأرض.
قامت البعثة بحفر أكثر من 850 مترًا (2780 قدمًا) في Chicxulub. عندما يدور الحفر بشكل أعمق ، فإنه يقطع نواة مستمرة من خلال طبقات الصخور. (تخيل دفع قش الشرب لأسفل خلال طبقة من الكعكة. يتجمع اللب داخل القش.) عندما ظهر اللب ، أظهر كل طبقات الصخور التي مر بها الحفر.
قام العلماء بترتيب اللب في صناديق طويلة. ثم درسوا كل شبر منها. بالنسبة لبعض التحليلات ، قاموا فقط بفحصها عن كثب ، بما في ذلك المجاهر. بالنسبة للآخرين ، استخدموا أدوات معملية مثل التحليلات الكيميائية والكمبيوتر. لقد أظهروا العديد من التفاصيل المثيرة للاهتمام. على سبيل المثال ، وجد العلماء الجرانيت الذي تناثر على السطح من 10 كيلومترات (6.2 ميل) تحت أرضية الخليج.
إلى جانب دراسة النواة مباشرة ، قام الفريق أيضًا بدمج البيانات من مركز الحفر مع عمليات المحاكاة التي أجراها باستخدام نموذج كمبيوتر . مع هؤلاء ، أعادوا بناء ما حدث في اليوم الذي ضرب فيه الكويكب.
أولاً ، يوضح غوليك ، أن الاصطدام أحدث انخفاضًا في عمق سطح الأرض بمقدار 30 كيلومترًا (18 ميلاً). كان مثل الترامبولين يتمدد لأسفل. ثم ، مثل الترامبولين الذي يرتد مرة أخرى ، ارتد الانبعاج على الفور من القوة.
كجزء من هذا الارتداد ، انفجر الجرانيت المحطم من 10 كيلومترات إلى الأعلى بسرعة تزيد عن 20000 كيلومتر (12430 ميلاً) في الساعة. مثل دفقة ، انفجر عشرات الكيلومترات ، ثم انهار مرة أخرى في فوهة البركان. شكل ذلك سلسلة جبال دائرية - حلقة الذروة. كانت النتيجة النهائية حفرة واسعة مسطحة يبلغ عمقها حوالي كيلومتر واحد (0.6 ميل) ، مع حلقة ذروة من الجرانيت بداخلها يبلغ ارتفاعها 400 متر (1300 قدم).
يقول جوليك:"استغرق الأمر ثوانٍ".
والكويكب نفسه؟ يقول:"تبخرت". "طبقة الإيريديوم الموجودة في جميع أنحاء العالم هي الكويكب. "
ليس جيدًا ، يوم سيء جدًا
بالقرب من الحفرة ، كان من الممكن أن يصل الانفجار الجوي إلى 1000 كيلومتر (621 ميل) في الساعة. وكانت تلك مجرد البداية.
جوانا مورجان عالمة جيوفيزياء في إمبريال كوليدج لندن في إنجلترا شاركت في قيادة بعثة الحفر الاستكشافية مع جوليك. تدرس ما حدث بعد الاصطدام مباشرة. يقول مورغان:"إذا كنت على بُعد 1500 كيلومتر [932 ميلًا] ، فإن أول ما تراه هو كرة نارية". "أنت ميت بعد ذلك بوقت قصير." وبعبارة "قريبًا جدًا" ، فهي تعني على الفور.
من بعيد ، كانت السماء تتوهج باللون الأحمر الفاتح. كان من الممكن أن تهز الزلازل الضخمة الأرض حيث أن التأثير هز الكوكب بأكمله. كان من الممكن أن تشتعل حرائق الغابات في ومضة. كان من الممكن أن يتسبب رذاذ الكويكب الضخم في حدوث موجات تسونامي شاهقة تشع عبر خليج المكسيك. كانت قطرات من الصخور الزجاجية الذائبة تمطر. كان من الممكن أن يتوهج في السماء المظلمة مثل آلاف النجوم الصغيرة المتساقطة.
داخل قلب الحفر ، تسجل طبقة من الصخور بسمك 80 سم (31 بوصة) تلك الأيام والسنوات الأولى بعد التأثير. يطلق العلماء على هذه الطبقة "الانتقالية" لأنها تلتقط الانتقال من التأثير إلى ما بعده. وهي تحتوي على خليط من الصخور المنصهرة ، وقطرات زجاجية ، و طمي التي اجتاحتها أمواج تسونامي والفحم من حرائق الغابات. مختلطة هي بقايا محطمة من آخر سكان العصر الطباشيري.
على بعد آلاف الكيلومترات من Chicxulub ، تتدفق موجات ضخمة ذهابًا وإيابًا في بحيرات الأرض والبحار الضحلة - مثل وعاء من الماء عندما تضرب قبضتك على الطاولة. امتد أحد تلك البحار الضحلة شمالًا من خليج المكسيك. وقد غطت أجزاء مما يعرف الآن بولاية نورث داكوتا.
هناك ، في موقع يسمى تانيس ، قام علماء الحفريات باكتشاف مذهل. طبقة من الصخور الناعمة بسمك 1.3 متر (4.3 قدم) تؤرخ اللحظات الأولى بعد الاصطدام. إنه واضح مثل مسرح الجريمة الحديث ، وصولاً إلى الضحايا الفعليين.
قام عالم الأحافير روبرت دي بالما بالتنقيب عن هذه الطبقة من أواخر العصر الطباشيري لمدة ست سنوات. دي بالما هو أمين متحف بالم بيتش للتاريخ الطبيعي في فلوريدا. وهو أيضًا طالب دراسات عليا في جامعة كانساس في لورانس. في تانيس ، اكتشف DePalma خليطًا من الأسماك البحرية وأنواع المياه العذبة وجذوع الأشجار. حتى أنه وجد ما يبدو أنه قطع ديناصورات. تبدو الحيوانات وكأنها تمزقت بعنف وألقيت في الأرجاء.
الشرح:رواية تسونامي من سيش
من خلال دراسة الموقع ، توصل دي بالما وغيره من العلماء إلى أن تانيس كانت ضفة نهر بالقرب من شاطئ البحر الضحل. يعتقدون أن البقايا في تانيس تم إلقاؤها في غضون دقائق من التأثير بواسطة موجة قوية تسمى Seiche (SAYSH).
لا تسافر Seiches مسافات طويلة مثل تسونامي. بدلا من ذلك ، هم أكثر محلية ، مثل التموجات العملاقة ولكن قصيرة العمر. من المحتمل أن يكون الزلزال الهائل بعد الاصطدام قد تسبب في حدوث زلزال هنا. كانت الموجة الهائلة تشع عبر البحر ، وتهبط الأسماك والحيوانات الأخرى على الشاطئ. دفنت المزيد من الأمواج كل شيء.
مختلطة في الحطام في تانيس حبات صغيرة من الزجاج تسمى تكتيت. تتشكل عندما تذوب الصخور ، وتتطاير في الغلاف الجوي ، ثم تسقط مثل البرد من السماء. حتى أن بعض الأسماك المتحجرة كانت تحتوي على خياشيم في خياشيمها. أثناء أخذ أنفاسهم الأخيرة ، كانوا سيختنقون بهذه الخرزات.
يقول ديبالما إن عمر رواسب تانيس وكيمياء تكتيتها متطابقتان تمامًا مع تأثير تشيككسولوب. إذا كانت المخلوقات في تانيس قد قُتلت حقًا بسبب تأثيرات تأثير تشيككسولوب ، فهي أولى ضحاياها المباشرين على الإطلاق. نشر DePalma و 11 مؤلفًا مشاركًا النتائج التي توصلوا إليها في 1 أبريل 2019 ، في Proceedings of the National Academy of Sciences .
البرد الكبير
الكويكب لم يتبخر فقط. أدت الضربة أيضًا إلى تبخير الصخور الغنية بالكبريت تحت خليج المكسيك.
عندما اصطدم الكويكب ، انطلق عمود من الكبريت والغبار والسخام وجزيئات دقيقة أخرى في الهواء لمسافة تزيد عن 25 كيلومترًا (15 ميلاً). انتشر العمود بسرعة في جميع أنحاء العالم. يقول جوليك إنه إذا كان بإمكانك رؤية الأرض من الفضاء ، فقد تحولت بين عشية وضحاها من كرة رخامية زرقاء صافية إلى كرة بنية ضبابية.
الشرح:ما هو نموذج الكمبيوتر؟
كانت الآثار مدمرة على الأرض. يوضح مورغان:"كان السخام وحده من شأنه أن يحجب الشمس بشكل أساسي". "لقد تسبب في تبريد سريع للغاية." استخدمت هي وزملاؤها نماذج الكمبيوتر لتقدير مقدار تبريد الكوكب. وتقول إن درجات الحرارة انخفضت بمقدار 20 درجة مئوية (36 درجة فهرنهايت).
لمدة ثلاث سنوات تقريبًا ، ظل جزء كبير من سطح الأرض دون درجة التجمد. وبرودة المحيطات لمئات السنين. النظم البيئية التي نجت من كرة النار الأولية انهارت فيما بعد واختفت.
بين الحيوانات ، "أي شيء يزيد وزنه عن 25 كيلوغرامًا [55 رطلاً] لن ينجو" ، كما يقول مورغان. ”لم يكن هناك ما يكفي من الطعام. كان باردا." انقرض خمسة وسبعون في المائة من أنواع الأرض.
من فوهة الموت إلى مهد الحياة
ومع ذلك ، كانت بعض الأنواع مناسبة للنجاة من الدمار. بقيت المناطق الاستوائية فوق درجة التجمد ، مما ساعد بعض الأنواع هناك على التحمل. المحيطات أيضًا لم تبرد بقدر حرارة الأرض. يقول مورغان:"الأشياء التي نجت بشكل أفضل كانت سكان قاع المحيط".
قادت السرخس ، التي تتسامح مع الظلام ، انتعاش النباتات على الأرض. في نيوزيلندا وكولومبيا وداكوتا الشمالية وأماكن أخرى ، اكتشف العلماء جيوبًا غنية من جراثيم السرخس فوق طبقة الإيريديوم. يسمونه "السرخس".
كان هناك أيضًا أسلافنا الصغار من الثدييات ذات الفراء. لم تكن هذه المخلوقات بحاجة إلى الكثير من الطعام. يمكنهم تحمل البرد بشكل أفضل من الزواحف الكبيرة ، مثل الديناصورات. ويمكنهم الاختباء لفترة طويلة ، إذا لزم الأمر. يشير مورغان إلى أن "الثدييات الصغيرة يمكن أن تختبئ أو تسبت".
حتى داخل فوهة تشيككسولوب ، عادت الحياة بسرعة مفاجئة. كانت الحرارة الشديدة للتأثير قد أدت إلى تعقيم جزء كبير من المنطقة. لكن كريستوفر لوري وجد دلائل على عودة بعض الحياة في غضون 10 سنوات فقط. درس الحياة البحرية القديمة في جامعة تكساس في أوستن.
وجد لوري وزملاؤه حفريات لمخلوقات وحيدة الخلية تسمى فورامينيفيرا (For-AM-uh-NIF-er-uh) في قلب الصخور من رحلة التنقيب عام 2016. كانت هذه الحيوانات الصغيرة المقذوفة من أوائل الكائنات الحية التي عاودت الظهور في الحفرة. وصفها فريق Lowery في عدد 30 مايو 2018 من Nature .
في الواقع ، كما يقول كرينج ، ربما تكون الحياة قد ارتدت بسرعة أكبر هنا. "والمثير للدهشة أن التعافي داخل الحفرة كان أسرع من بعض الأماكن الأخرى البعيدة عن فوهة البركان" ، كما يلاحظ.
قد تكون الحرارة المتبقية من الاصطدام قد دعمت مرتعا للميكروبات وحياة جديدة أخرى. كما هو الحال في الفتحات الحرارية المائية في محيطات اليوم ، فإن تدفق المياه الساخنة عبر الصخور المتصدعة الغنية بالمعادن داخل الفوهة قد يدعم المجتمعات الجديدة.
أصبحت الحفرة ، التي كانت في البداية مكانًا للموت العنيف ، مهدًا للحياة. انتهى العصر الطباشيري وبدأ العصر الباليوجيني.
في غضون 30000 عام ، ترسخ نظام بيئي مزدهر ومتنوع.
لا تزال الحياة مع فوهة البركان
يناقش بعض العلماء ما إذا كان تأثير Chicxulub قد تصرف بمفرده في القضاء على الديناصورات. في منتصف الطريق حول الكوكب ، في الهند ، ربما لعب التدفق الهائل للحمم البركانية دورًا أيضًا. ومع ذلك ، ليس هناك شك بشأن التأثيرات المدمرة لكويكب Chicxulub ، ولا الحفرة المتسعة التي اخترقها سطح الأرض.
على مدى ملايين السنين ، اختفت الحفرة تحت طبقات جديدة من الصخور. اليوم ، العلامة الوحيدة الموجودة فوق الأرض هي نصف دائرة من المجاري التي تنحني عبر شبه جزيرة يوكاتان مثل بصمة الإبهام العملاقة.
أسئلة الفصل الدراسي
تلك المجاري ، المسماة سينوتس (Seh-NO-tayss) ، تتبع حافة حفرة Chicxulub القديمة على عمق مئات الأمتار. شكلت حافة الحفرة المدفونة تدفق المياه الجوفية. أدى هذا التدفق إلى تآكل الحجر الجيري أعلاه ، مما جعله يتشقق وينهار. أصبحت المجاري الآن أماكن شعبية للسباحة والغطس. قلة من الناس الذين يتناثرون فيها قد يخمنون أنهم مدينون بمياههم الزرقاء الباردة للنهاية النارية للعصر الطباشيري.
لقد اختفت فوهة Chicxulub الشاسعة عن الأنظار. لكن تأثير ذلك اليوم الواحد يستمر بعد 66 مليون سنة. لقد غيرت مجرى الحياة على الأرض إلى الأبد ، وخلقت عالما جديدا حيث نزدهر نحن والثدييات الأخرى الآن.
