Konec křídy a vražedný vodní květ  
…aneb Další z mnoha teorií, snažící se vysvětlit vymírání K-Pg

Potěrka žabí sémě (Anabaena flos-aquae) je vláknitou toxickou sinicí, která při přemnožení často vytváří na hladině tzv. vodní květ. Je možné, že masivní globální rozšíření podobných druhů sinic mohlo po impaktu K-Pg významně přispět k hromadnému vymírání v mořích? Kredit: Environmental Protection Agency, Wikipedie (volné dílo)
Růžencovka vodní květ (Anabaena flos-aquae) je vláknitou sinicí, která při přemnožení často vytváří na hladině tzv. vodní květ. Je možné, že masivní globální rozšíření podobných druhů sinic mohlo po impaktu K-Pg významně přispět k hromadnému vymírání v mořích? Kredit: Environmental Protection Agency, Wikipedie (volné dílo)

O velkém vymírání na přelomu křídy a paleogénu již zde byla řeč mnohokrát. Dostali jsme se i k různým vedlejším aspektům této zásadní události (kdy k ní vlastně došlo, jaký měla přibližný průběh, kdo se stal její obětí, jaký byl její rozsah a pozorovatelné fyzikální efekty apod.). Dnes již nikdo nepochybuje, že k této události skutečně došlo a že byla pravděpodobně druhým nejzávažnějším hromadným vymíráním v průběhu fanerozoického eonu (období posledních 541 milionů let).[1] Středobodem zájmu je v tomto ohledu nepochybně impakt planetky Chicxulub do oblasti dnešního Mexického zálivu v době před 66,0 miliony let.[2] Dobře známou skutečností však je, že celosvětovou vlnu vymírání spustily až druhotné následky po dopadu, které nepůsobily jen po řádové minuty až dny, ale celé měsíce, roky nebo dokonce tisíciletí. Svou pomyslnou trošku do mlýna přinesla na konci roku 2015 i studie týmu vědců, publikovaná v Journal of Geophysical Research.[3] Známý americký geofyzik a „impaktolog“ H. Jay Melosh se svými kolegy zde dochází k závěru, že při impaktu bylo mimo jiné uvolněno ohromné množství oxidů dusíku, což vyústilo v enormní obohacení půdy i oceánských vod právě prvkem dusíkem. To následně vedlo k drastickému okyselení a zároveň nepřímo i k masivnímu zmnožení sinic a řas. Právě tyto globální „vodní květy“ pak mohly významně přispět k vymírání přinejmenším v oceánech. Závěry tohoto výzkumu by také vysvětlily tzv. dusíkovou izotopickou anomálii (asi dvacetinásobné obohacení tímto prvkem), objevenou v novozélandských mořských sedimentech z konce křídy.[4]

 

 

Satelitní snímek rozsáhlého vodního květu na Erijském jezeře (jímž prochází státní hranice mezi Kanadou a USA) v říjnu roku 2011. Přemnožené sinice zde způsobily malou ekologickou katastrofu, která ale nebyla ničím ve srovnání se situací na samotném konci křídy. Kredit: J. Allen a R. Simmon, NASA Earth Observatory, Wikipedie (volné dílo)
Satelitní snímek rozsáhlého vodního květu na Erijském jezeře (jímž prochází státní hranice mezi Kanadou a USA) v říjnu roku 2011. Přemnožené sinice zde způsobily malou ekologickou katastrofu, která ale nebyla ničím ve srovnání se situací na samotném konci křídy. Kredit: J. Allen a R. Simmon, NASA Earth Observatory, Wikipedie (volné dílo)

Po dopadu asteroidu na konci křídy bylo do atmosféry vyvrženo ohromné množství roztavené zemské hmoty (asi 2 x 1015 kg), které se následně v podobě asi 1023 impaktních sférulí vracely při rychlostech kolem 8 km/s zpět k povrchu planety[5] a spolupůsobily při vytvoření slavné jílové vrstvičky K-Pg. Většina těchto sférulí měla průměr kolem 250 mikrometrů a při sestupu vytvořily společnou plochu o rozměru asi 5 x 109 km2.[6] Fosilní sférule jsou dodnes jedním z hlavních důkazů pro dopad zmíněného asteroidu. Zatímco vymírání na souši již bylo dříve poměrně uspokojivě vysvětleno, vymírání organismů ve světových mořích a oceánech se ukázalo být těžším oříškem. Studie by ráda tuto mezeru zaplnila, ačkoliv spíše jen jednou z více možných alternativ než jakýmsi bezmála konečným verdiktem. Vědci přitom sáhli k modelům sloužícím dosud zejména astrofyzikům a technikům pro počítání efektu nízkého tlaku a značné výšky pro raketoplány vracející se zpět do nižších vrstev atmosféry.[7] Z modelů vyplývalo, že při těchto událostech dochází k významnému generování plynů oxidu dusnatého, což bylo dosud v modelech impaktu do značné míry přehlíženo.[8] Vedoucí studie, letecký inženýr Devon Parkos prohlašuje, že nová zjištění jen dokazují, jak životu nepřátelským úkazem onen dopad byl. Zdá se totiž, že impaktní sférule při návratu do nižších vrstev atmosféry vytvořily tolik oxidu dusíku, že mohl generovat vznik prudkých dešťů, které silně zasáhly horní vrstvy oceánských vod. Maximální intenzita tohoto jevu byla přitom dosažena až zhruba rok po samotném dopadu.

 

 

Ukázka eutrofizace v malém měřítku, v tomto případě na řece Potomac na východě USA. Po dopadu asteroidu Chicxulub byl podobný obrázek pravděpodobně běžný na mnoha místech planety, a to zdaleka nejen ve sladkých vodách. Kredit: A. Trubetskoy, Wikipedie (CC BY-SA 3.0)
Ukázka eutrofizace v malém měřítku, v tomto případě na řece Potomac na východě USA. Po dopadu asteroidu Chicxulub byl podobný obrázek pravděpodobně běžný na mnoha místech planety, a to zdaleka nejen ve sladkých vodách. Kredit: A. Trubetskoy, Wikipedie (CC BY-SA 3.0)

A to ještě nejsme u hlavní příčiny vymírání, kterou mohlo být právě nekontrolovatelné přemnožení vodních řas a sinic, vytvářejících rozsáhlé „vodní květy“ na rozlehlých plochách dusíkem obohacených vodstev.[9] Tyto vodní organismy jsou pro své okolí často silně toxické a navíc odčerpávají z vody kyslík, takže jí eutrofizují. Vyčerpání dusičnanů a fosforečnanů z moří mohlo vést ke globální nerovnováze v koloběhu živin a následně k velkému vymírání již dříve zasažených skupin organismů, a to v širokém spektru od malých ryb až po obří vodní plazy mosasaury. Pohromou byl globální vodní květ také pro fotosyntetizující mořské organismy, kterým podobně jako částice prachu v atmosféře živočichům na souši znemožnil přístup ke slunečnímu světlu, což nepochybně představovalo podstatný faktor ve vymírání těchto mikroskopických tvorů. S všeobecným vymíráním tohoto základního pilíře potravní pyramidy pak zákonitě musely trpět i vyšší organismy, které byly na této trofické síti životně závislé. Vymírání planktonních druhů na konci křídy je ve fosilním záznamu skutečně velmi dobře doloženo, a to již po delší dobu.[10] Zajímavou souvislostí je také fakt, že toxiny produkované společenstvím „vodních květů“ mohou být podle některých zdrojů nebezpečné hlavonožcům – a ti byli skutečně enormně postiženou skupinou, neboť vyhynuli například i téměř všichni globálně rozšíření amoniti a zejména pak belemniti (ačkoliv míra vymírání u některých skupin je diskutabilní).[11] Tedy závěrem: Zmíněná studie rozhodně nedokazuje, že vodní květ byl rozhodující nebo dokonce jedinou příčinou vymírání v mořích na konci křídy – je ale další zajímavou stopou, která nás může posunout dál při hledání příčin jedné z nejzásadnějších katastrof v dějinách života na Zemi.

 

Psáno pro Dinosaurusblog a osel.cz

 

Short English Summary: A scientific study from 2015 revealed that the huge asteroid that hit the Earth 66 million years ago, killed not only high percentage of terrestrial animals, but also many marine species after it probably triggered a worldwide algal bloom.

 

Odkazy:

http://www.livescience.com/53075-asteroid-marine-extinction.html

http://blogs.agu.org/geospace/2015/12/04/11769/

https://www.sciencealert.com/here-s-how-the-darkness-and-cold-killed-off-the-dinosaurs

Parkos, D., A. Alexeenko, M. Kulakhmetov, B. C. Johnson, and H. J. Melosh (2015), NOx production and rainout from Chicxulub impact ejecta reentry, J. Geophys. Res. Planets, 120, 2152–2168, doi:10.1002/2015JE004857

 


 

[1] Jablonski, D.; Chaloner, W. G. (1994). „Extinctions in the fossil record (and discussion)“. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series B. 344 (1307): 11–17. doi:10.1098/rstb.1994.0045

[2] Renne, Paul R.; Deino, Alan L.; Hilgen, Frederik J.; Kuiper, Klaudia F.; Mark, Darren F.; Mitchell, William S.; Morgan, Leah E.; Mundil, Roland; Smit, Jan (7 February 2013). „Time Scales of Critical Events Around the Cretaceous-Paleogene Boundary“. Science. 339 (6120): 684–687. doi:10.1126/science.1230492

[3] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JE004857/full?campaign=wlytk-41855.6211458333

[4] Gilmour, I., and S. Boyd (1988). Nitrogen geochemistry of a Cretaceous-Tertiary boundary site in New Zealand, LPI Contrib., 673, 58–59.

[5] Goldin, T., and H. J. Melosh (2009). Atmospheric interactions during global deposition of Chicxulub impact ejecta, Geology, 37, 87–106.

[6] Smit, J. (1999). The global stratigraphy of the Cretaceous-Tertiary boundary impact ejecta, Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 27, 75–113.

[7] Arnold, G. S., and D. J. Coleman (1991). Surface-mediated chemiluminescent reaction of O and NO, Chem. Phys. Lett., 177, 279–282.

[8] Parkos, D., M. Kulakhmetov, B. C. Johnson, H. J. Melosh, and A. Alexeenko (2012). Climatic effects of the Chicxulub impact ejecta, AIP Conf. Proc., 1501, 1557–1564.

[9] Castle, J., and J. Rodgers (2009). Hypothesis for the role of toxin-producing algae in Phanerozoic mass extinctions based on evidence from the geologic record and modern environments, Environ. Geosci., 16(1), 1–23.

[10] MacLeod N.; Rawson P. F.; Forey P. L.; Banner F. T.; Boudagher-Fadel M. K.; Bown P. R.; Burnett J. A.; Chambers P.; Culver S.; Evans S. E.; Jeffery C.; Kaminski M. A.; Lord A. R.; Milner A. C.; Milner A. R.; Morris N.; Owen E.; Rosen B. R.; Smith A. B.; Taylor P. D.; Urquhart E.; Young J. R. (1997). „The Cretaceous–Tertiary biotic transition“. Journal of the Geological Society. 154 (2): 265–292. doi:10.1144/gsjgs.154.2.0265

[11] Ward P. D., Kennedy W. J., MacLeod K. G., Mount J. F. (1991). „Ammonite and inoceramid bivalve extinction patterns in Cretaceous/Tertiary boundary sections of the Biscay region (southwestern France, northern Spain)“. Geology.19 (12): 1181–1184. doi:10.1130/0091-7613(1991)019<1181:AAIBEP>2.3.CO;2

Datum: 27.03.2017
Tisk článku

Velké vymírání - Primeval - Abnett Dan
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 259 Kč
cena: 259 Kč
Velké vymírání - Primeval
Abnett Dan
Související články:

Tsunami řas na plážích města Čching-tao     Autor: Stanislav Mihulka (06.07.2013)
Zničily permský svět zlovolné metanosarcíny?     Autor: Stanislav Mihulka (02.04.2014)
Elektrody pro výkonné baterie z toxického vodního květu     Autor: Stanislav Mihulka (10.10.2015)
Nejstarší známá rostlina     Autor: Josef Pazdera (20.03.2017)



Diskuze:

Vím, že to schytám

Karel Chmulík,2017-03-28 21:15:14

ale pro mne je docela zajímavé, srovnávat nejnovější vědecké teorie s biblí, v tomto případě s Janovo zjevením. Stačí si uvědomit, že sinice jsou i červené...

Odpovědět

Divná formulace,

Josef Blecha,2017-03-28 09:00:18

"nová zjištění jen dokazují, jak životu nepřátelským úkazem onen dopad byl", a proto se po něm tak skvěle namnožily (tedy možná) sinice a řasy. To ten dopad nebyl moc nepřátelský, tedy z pohledu těch sinic. A tak se vody moří obohatily dusíkem, což vedlo k rozmnožení sinic, a zároveň se vyčerpaly dusičnany z moří, což vedlo ke globální nerovnováze v koloběhu živin a následně k velkému vymírání. Zvláštní formulace.

Odpovědět

Síla "matičky země".

Roman Salátek,2017-03-28 05:51:22

Nemůžu si pomoct, ale nějak se podceňuje samočistící efekt přírody. prostě není možné aby to trvalo roky. Nic by tady nezůstalo. Řekl bych že to muselo rozpoutat takové deště že si je nedokážeme představit a spousta se toho zase spáchala. I tak by to bylo strašné.

Odpovědět


Re: Síla "matičky země".

Alexandr Kostka,2017-03-28 09:09:11

Ano, samočistící síla přírody je neskutečná. Stačí se podívat, jak bleskově se samovyčistily pláže na jejichž vyčištění od ropy chudáčci zelení již neměli penízky. A jaká je tam biodiverzita, oproti těm, které tisíce magorů drhlo za užití drahé techniky "dočista". Trvalo to roky, asi tak tři..

Odpovědět


Re: Re: Síla "matičky země".

Jiří Novák,2017-03-28 10:34:54

K tomu hoaxu s takzvaně samovyčištěnýma plážema bych vám leccos řekl, nicméně nestojíte mi za tu námahu. Jak pravili staří - orel much nelapá.

Odpovědět


No, nelapejte, taky nejste žádný

Josef Blecha,2017-03-28 11:30:05

orel, ale pseudodiskutér, který se dělá důležitý, jako by sežral Šalamounovo oné, ale ponětí nemá. Samozřejmě že se pobřeží, ponechané samo sobě, vyčistilo daleko rychleji než "ošetřené", tak to bylo už před třiceti lety při havárii tankeru Exxon Valdez, o tom se můžete dočíst ve vědecké literatuře. Stejně tak v Mexickém zálivu, když po roce hledali, kam se ta vyteklá nafta poděla, tak nic nenašli, i když tvrdili, že jí je všude spousta. Kam se poděla? Breberky ji sežraly, stejně jako na Aljašce tenkrát.

Odpovědět


Re: No, nelapejte, taky nejste žádný

Jiří Novák,2017-03-28 12:59:32

Než začnete spekulovat o mém jídelníčku, račte si zjistit fakta.
Pokud hovoříte o havárii v mexickém zálivu v roce 2010 (Deepwater Horizon), tak tam sice v následujícím roce na pobřeží (skoro) nic nenašli, ale to jen proto že většina ropy klesla ke dnu. Ještě v roce 2015 jí tam minimálně třetina byla. Na následky znečištění + rozkladných produktů ropy + spotřeby kyslíku právě těmi rozkladači chcípou vodní živočichové dodnes. Dokonce bylo údajně zaznamenané větší množství deformit na vnitřních orgánech ryb a delfínů. Sorbent navíc vesele polikvidoval místní populace korálů a to se bude hojit pěkných pár set let. Pokud si dobře pamatuju, tak rybářský průmysl, který živil většinu místních, šel totálně do kopru a těžko říct, jestli se od té doby aspoň rámcově vzpamatoval.
Tolik tedy k tomu samočištění a magickému zmizení ropy do roka a do dne. Pokud ale tvrdíte, že na rozdíl od vás nemám ponětí, nic vám nebrání udělat pokus. Rozlijte si po zahradě barel nafty. Uvidíte sám, jestli se magicky vyčistí, nebo ne.

Odpovědět


Nehovořil jsem o pobřeží, ale o

Josef Blecha,2017-03-28 16:04:50

vodách zálivu resp. hloubkovém profilu znečištění. Takoví jako vy předpovídali, že moře bude po roce plné nafty, a když hledali pomocí hloubkových sond a odebírali vzorky, našli co? Prd. A naříkali, kam že se jim ta nafta, co ji tak potřebovali pro svoji propagandu, poděla. My mikrobiologové jsme ovšem říkali od začátku, jak nám praví zkušenost, breberky naftu brzo sežerou za hlasitého mlaskotu buněčných ústeček a budou chtít víc. Ale holt vy máte tu svoji jedinou, zelenou, pravdu. Jo a onehdy ukazovali Němci nějakou reportáž odtamtaď a tam nějaký místní černocho-bělocho-indián vykládal, že rybolov jede jako předtím, ba i líp, protože rybolovci dostali dolárky odškodnění a zakoupili si nové vybavení, a to se jim to teď rybaří, hej, jedna radost. Vy tam žijete, že se tak vyznáte?

Odpovědět


Re: Nehovořil jsem o pobřeží, ale o

Jiří Novák,2017-03-28 18:19:46

Houbičky s octem. O příspěvek výš jste napsal doslova: "Stejně tak v Mexickém zálivu, když po roce hledali, kam se ta vyteklá nafta poděla, tak nic nenašli, i když tvrdili, že jí je všude spousta."
Nicméně, o dva roky později (2012) zafoukal hurikán a hle, pláže byly opět zaflákané ropou, která tam dle vašeho tvrzení už rok neměla být. http://www.nola.com/news/gulf-oil-spill/index.ssf/2012/10/about_565000_lbs_of_oiled_mate.html
O tři roky později (2013) se ukázalo, že ropa nejenže nezmizela, ale že si vesele dál leží na dně: http://www.nature.com/news/dirty-blizzard-buried-deepwater-horizon-oil-1.12304

A tak dále. Takoví jako já předpovídali, že moře bude po roce plné nafty. A přitom bylo nejen po roce, ale dokonce po třech letech plné nafty. Nečekaně. Válí se to tam na dně, občas to vyhřezne někde na pláž a v mezičase z toho chcípou delfíni (http://www.nature.com/news/deepwater-horizon-oil-spill-linked-to-gulf-of-mexico-dolphin-deaths-1.17609). A jestli se to nakonec přecejen nerozložilo, válí se to tam dodnes. Uvidíme při příštím hurikánu, co vyplave.

To, že místním zavřeli hubu penězma se dalo celkem předpokládat, je to osvědčená taktika korporací v podobných případech. Takže při vší úctě bych nadšené jódlování černocho-bělocho-indiána v německém filmu bral asi tak vážně jako nadšení pradlenky v reklamě na Ariel.
Já tam sice nežiju, ale nevidím důvod, proč bych se měl v době internetu omezovat jen na informace z rodné vísky. Vy se snad omezujete jen na lokální zpravodajství, když vás zajímá nějaká zahraniční událost?

Jinak: Že jste mikrobiolog sice v mých očích dodává vašemu názoru na váze, ale mám tendenci porovnávat tvrzení odborníka s reálně zjištěnými fakty. A pokud tvrdíte, že ropa zmizela po roce a situace na místě ukazuje že nezmizela, pak dávám přednost faktům před názorem odborníka. To se na mě nezlobte. Když venku prší, tak si vezmu deštník, byť by mi deset meteorologů tvrdilo, že je jasno a slunečno.

Odpovědět


No, dyk to tam píšou, v tom druhém

Josef Blecha,2017-03-29 17:25:51

odkazu, přesně to, co jsem říkal: The Deepwater Horizon spill in 2010 spewed more than 600 million litres of oil into the Gulf of Mexico. While microbes processed the vast majority within months, US government assessments failed to account for the fate of about one-quarter of the spilled oil. Víte, co znamené v engličtině "vast majority", co ty breberky sežraly? A o té čtvrtině to prostě nikdo neví, kam se poděla, ne že ji breberky nesežraly. Než se začnete rozčilovat, aspoň si ty svoje odkazy přečtěte. Malá část (těžké složky) skončila na dně, kde ji postupně žerou breberky žijící na dně, malá část (nejlehčí složky) se odpařila a vypršela někde jinde, kde ji žerou místní breberky, a ten největší podíl ("vast majority") sežraly breberky místní, mexickozálivové, které jsou na žraní takových věcí dlouhými desetiletími těžby ropy a stamilióny předchozích let, kdy žraly ropu volně unikající do moře bez přičinění jakýchkoli primátů, skvěle vycvičené. Když to shrneme (a uvážíme-li, že jsem mluvil o hloubkovém profilu, nikoliv o dně): vaše odkazy pouze předvedly, že jsem měl pravdu já a ne vy. S tím nic nenaděláte. Musíte pracovat lépe.

Odpovědět

částice v atmosféře

Florian Stanislav,2017-03-27 21:54:31

Článek píše
"Po dopadu asteroidu na konci křídy bylo do atmosféry vyvrženo ohromné množství roztavené zemské hmoty (asi 2 x 10^15 kg), které se následně v podobě asi 10^23 impaktních sférulí vracely při rychlostech kolem 8 km/s zpět k povrchu planety[5] a spolupůsobily při vytvoření slavné jílové vrstvičky K-Pg. Většina těchto sférulí měla průměr kolem 250 mikrometrů a při sestupu vytvořily společnou plochu o rozměru asi 5 x 10^9 km2.[6]"
Předpokládám, že to bylo myšleno tak, roztavená zemská hmota celkové hmotnosti 2E+15 kg byla na oběžné dráze ve formě několikametrových těles velikosti řádově umělých družic, které pak shořely v atmosféře na sférule uvedeného průměru 250 mikrometrů. Hmotnost takové částečky (pylová zrna jsou od 5 μm u pomněnky po 250 μm u tykve) vychází 2E-8 [kg]=(0,2 mg) a nemůže se pohybovat v atmosféře vysokou rychlostí kvůli nesmírnému odporu vzduchu.

Odpovědět


Re: částice v atmosféře

Florian Stanislav,2017-03-27 23:39:57

Oprava :2E-8 kg =0,02 mg

Odpovědět


Ale může se pohybovat vysokou

Josef Blecha,2017-03-28 09:06:42

rychlostí, ale jenom do té doby, než se zbrzdí, což netrvá tak dlouho jako u většího tělesa. Zkuste si to plasticky představit.

Odpovědět


Re: Ale může se pohybovat vysokou

Florian Stanislav,2017-03-28 09:40:00

Ano. Ale ta hornina musela letět napřed nahoru na oběžnou dráhu rychlostí 8 km/s, což si v případě prachu nedovedu představit, že prach vzniká z velkých těles při letu směrem nahoru. Ale není to podstatné, prach z impaktu dole prokazatelně je.

Odpovědět


No, třeba vzniká, když je to taková

Josef Blecha,2017-03-28 11:32:30

velká rána. Za extrémních podmínek se ledacos chová úplně jinak, než za podmínek běžných.

Odpovědět

Řasy a světlo

Jiří Novák,2017-03-27 19:15:59

Díky za článek. Nerozumím ale tomu, jak jde dohromady přemnožení fotosyntetizujících sinic a dlouhodobá jaderná zima (a s ní spojená tma). Nebo sinice nejsou tolik náročné na světlo, jako např. eukariotické rostliny?

Odpovědět


To je tím, že chybí čísla,

Josef Blecha,2017-03-28 09:04:11

přímý sluneční svit nám dneska dá asi 2000 (mikromolů fotonů na m2 za vteřinu), řasy a sinice potřebují tak 200 pro maximum účinnosti, zbytek přes 200 se disipuje. Takže by jim to asi stačilo, nehledě na to, že řada řas vystačí i s 10-20.

Odpovědět

Vodní květ

Tomáš Novák,2017-03-27 14:54:28

Zajímavá představa - vodní květ na ploše milionů kilometrů čtverečních a v oceánech celé planety umírající mosasauři, plesiosauři, belemniti ad. Těším se na další poznatky, vymírání K-Pg je pro mě čím dál víc fascinující událost...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace