Dnes už jsou původní pozdně křídové ekosystémy geologického souvrství Hell Creek pouhou mrtvou pustinou severoamerických badlands, kdysi ale představovaly rozsáhlé oblasti kypící životem. Na lokalitě Tanis nám dokonce zachovaly svědectví o prvních minutách až hodinách po katastrofické srážce Země s planetkou na samotném konci křídy. Kredit: Vladimír Socha (vlastní snímek z východní Montany, červenec 2009).

V roce 1991, tedy přesně před třiceti lety, publikoval americký geolog Jack A. Wolfe svou pozoruhodnou, v té době ovšem poněkud bizarně vyhlížející odbornou práci.[1] Jejím závěrem bylo, že planetka, která vyhubila na konci křídy dinosaury a mnoho jejich současníků, dopadla pravděpodobně na přelomu jara a léta (na severní polokouli). Vzhledem k tomu, že se jedná o událost, od které nás dělí již 66 milionů let geologického času, je takové přesné určení roční doby skutečně pozoruhodné. Wolfe vycházel z objevů na paleontologické lokalitě Teapot Dome ve Wyomingu, kde v hraniční vrstvě K-Pg objevil fosilizované pozůstatky vodních a mokřadních rostlin, které právě v době svého zániku kvetly. Porovnáním jejich „zkamenělé“ vegetační fáze s fází růstu dnešních leknínovitých dospěl vědec k názoru, že rostliny na této lokalitě „zamrzly“ a byly pohřbeny následkem impaktu někdy na přelomu jara a léta. Tato odborná práce byla až donedávna považována spíše za jakousi kuriozitu a jejími pozoruhodnými zjištěními se zabýval jen málokdo (mimo jiné i autor tohoto blogu, který o této studii psal i ve svých dvou knihách na téma vymírání na konci křídy). To se ale definitivně změnilo s nově publikovanou prací mezinárodního týmu badatelů, kteří si posvítili na nám již dobře známou lokalitu Tanis v Severní Dakotě. Tato fantastická paleontologická lokalita v souvrství Hell Creek je jakousi fotografií z doby krátce po dopadu, uchovávající nesmírně cenné informace o katastrofické události, a to hned z prvních hodin po srážce Země s vesmírnou planetkou. Sedimenty na lokalitě Tanis obsahují impaktní sférule, iridiovou anomálii a zejména pak fosilie organismů, které zahynuly právě v krátkém časovém horizontu po dopadu tělesa do oblasti tehdy ještě neexistujícího Mexického zálivu. Se stále detailnějším výzkumem přibývá i nových poznatků o tom, co se v této části severoamerického kontinentu ve vzdálenosti kolem 3000 kilometrů od místa dopadu dělo krátce po osudné srážce.[2]

Satelitní snímek oblasti té části Mexického zálivu, pod níž je dnes pohřben impaktní kráter Chicxulub. Tato gigantická komplexní kruhová struktura o průměru kolem 180 kilometrů je jedním z největších známých dopadových kráterů na povrchu naší planety. Jak ukázala nová odborná práce, patrně byl vytvořen v průběhu pozdního jara. Kredit: Landsat 8 satellite (Bands: 2, 3, 4, 8) & USGS; Wikipedia (CC BY 2.0)

Nejnovějším, rozhodně ale ne posledním příspěvkem k našemu poznání katastrofy na konci křídy, je odhalení pravděpodobného ročního období v čase osudného impaktu.[3] Nová odborná studie přitom nezávisle na Wolfeho výzkumu z roku 1991 přichází prakticky s totožným výsledkem – k této dramatické události údajně skutečně došlo na přelomu „severního“ jara a léta, pravděpodobně mezi dubnem a červnem. Nejde přitom o pouhou bezvýznamnou kuriozitu, doba příchodu katastrofy je velmi významná z hlediska sezónních biorytmů většiny organismů, ať už se jedná o interakce mezi parazity a jejich hostiteli, reprodukci, potravní strategie, chování spojené s pářením, sezónní dormanci a mnoho dalších jevů. I proto bylo načasování dopadu velmi významným faktorem a pro pozdně křídový svět nejspíš tím nejhorším možným scénářem. Ke katastrofě totiž došlo v době, kdy byly ekosystémy na severní polokouli patrně nejzranitelnější – jednalo se o období páření, růstu a příprav na vyvedení nové generace. Pokud se závěry publikované práce nemýlí, pak lze skutečně mluvit o velké smůle pro poslední křídové dinosaury a jejich současníky. Kdyby se totiž impakt odehrál o několik měsíců později, tedy v zimním období, následky by (minimálně na severní polokouli) byly nejspíš mnohem méně závažné. Je možné, že by v takovém případě dinosauři, ptakoještěři, plesiosauři a další velcí obratlovci vůbec nevyhynuli? To určitě nevíme a s jistotou ani vědět nemůžeme, potenciálně by ale katastrofa alespoň pro vzdálenější ekosystémy skutečně nemusela být až tak drastická. Přelomový výzkum na lokalitě Tanis byl každopádně zahájen již v roce 2014, postupně se do něj zapojilo množství vědců z různých institucí a využity při něm byly ty nejmodernější dostupné nástroje (například synchrotronová technologie SRS-XRF a SSRL), což ještě více posiluje význam a váhu informací, získaných na unikátní lokalitě v Severní Dakotě.[4]

Dvě nejvýraznější postavy podepsané pod novým výzkumem, který nám pravděpodobně s definitivní platností odhalil roční dobu, v níž došlo k osudné srážce – Robert DePalma (vlevo) a Anton Oleinik. Výzkum na lokalitě Tanis v současnosti stále intenzivním tempem pokračuje a nejspíš ještě mnoho dalších let bude. Kredit: Florida Atlantic University.

Mezinárodní tým výzkumníků tentokrát zkoumal množství různých fosilních organismů ze sedimentů této lokality a zaměřil se přitom především na různě staré jedince ryb a dřevin, stejně tak ale i na mnohé další organismy. Vývojová stadia objevených ryb porovnávali badatelé s údaji od současných druhů a vysledovali, jak staré asi byly v době pohřbení. A protože dobře víme, kdy v současnosti u příbuzných druhů dochází k páření a líhnutí z jiker, bylo poměrně snadné zjistit, o jaké období v roce se při pohřbení jednalo. To potvrdilo i porovnání životní aktivity larev jepic s aktivitou vykazovanou současnými druhy. Tímto způsobem sice nezjistíme dobu dopadu s přesností na týden (natož pak na den), určitě se ale trefíme do části sezóny s přesností přibližně na dva měsíce. A tím obdobím byl skutečně přelom jara a léta, což správně předpovídal už Jack A. Wolfe třicet let před publikováním této práce. Nyní už si tedy můžeme být prakticky jistí, že k dopadu došlo skutečně v teplém období roku a nikoliv v (severní) zimě. To navíc přináší významné a zpřesňující implikace pro odhady toho, jakou spoušť na biosféře vlastně tato dávná katastrofa zanechala. Nejenom, že se tehdy dinosaurům a jejich současníkům snížila průměrná celosvětová teplota o dobrých 30 až 40 °C na dobu několika let, stalo se to navíc v průběhu nejteplejšího období roku![5] Je jasné, že už jen tento prakticky okamžitý nástup impaktní zimy by těžce poškodil i naše dnešní ekosystémy (nemluvě o průmyslu a zemědělství), v případě mnohem teplejšího světa pozdních druhohor, kdy většina druhů byla prakticky teplomilná a uzpůsobená životu v permanentním horkém klimatu, však muselo jít o skutečný soudný den.[6] O těchto nových zjištěních a jejich významu pro lepší pochopení původu, průběhu a důsledků katastrofy K-Pg, se bude v dalších měsících a letech ještě hodně intenzivně debatovat. A to nepochybně nejen na přelomu jara a léta…

Napsáno pro weby OSEL a DinosaurusBlog.

Short Summary in English: Scientists now conclusively confirm the time year of the catastrophic Chicxulub asteroid impact, responsible for the great mass extinction at the end of the Cretaceous 66 million years ago. It was probably late spring or early summer, when the large asteroid hit the Earth in what is now Gulf of Mexico.

Odkazy:

https://www.nature.com/articles/s41598-021-03232-9

https://www.space.com/dinosaur-killing-asteroid-impact-chicxulub-happened-in-spring

http://www.sci-news.com/paleontology/spring-summer-chicxulub-impact-10356.html

https://scitechdaily.com/dinosaurs-last-spring-groundbreaking-study-pinpoints-timing-of-chicxulub-asteroid-impact/

https://www.iflscience.com/plants-and-animals/we-now-know-the-time-of-year-the-dinokilling-asteroid-hit-earth/

[1] Wolfe, J. A. (1991). Palaeobotanical evidence for a June „impact winter“ at the Cretaceous/Tertiary boundary. Nature. 352: 420 – 423. doi: 10.1038/352420a0

[2] DePalma, R. et al. (2017) Life after impact: A remarkable mammal burrow from the Chicxulub aftermath in the Hell Creek Formation, North Dakota. Studie č. 113-16, prezentováno 23. října 2017 na mítinku GSA Annual Meeting v Seattlu, stát Washington, USA.

[3] DePalma, R. A.; et al. (2021). Seasonal calibration of the end-cretaceous Chicxulub impact event. Scientific Reports. 11 (1). doi: 10.1038/s41598-021-03232-9

[4] DePalma, R. A.; et al. (2019). A seismically induced onshore surge deposit at the KPG boundary, North Dakota. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (17): 8190–8199. doi: 10.1073/pnas.1817407116

[5] Chiarenza, A. A.; et al. (2020). Asteroid impact, not volcanism, caused the end-Cretaceous dinosaur extinction. Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (29): 17084–17093. doi: 10.1073/pnas.2006087117

[6] Brugger, J.; Feulner, G.; Petri, S. (2016). Baby, it’s cold outside: Climate model simulations of the effects of the asteroid impact at the end of the Cretaceous. Geophysical Research Letters. 44 (1): 419–427. doi: 10.1002/2016GL072241