O katastrofě na konci křídy, tedy o proslulé události K-Pg, jsem na tomto blogu i jinde psal již mnohokrát. Jeden z článků jsem přitom zakončil vcelku optimistickým konstatováním, že díky novým objevům, metodám i technologiím výzkumu se nepochybně už v blízké budoucnosti dozvíme další detailní informace, které naše poznání o této zásadní události v dějinách života na Zemi výrazně prohloubí. Právě takovým vítaným příspěvkem je i nově publikovaná práce čtveřice badatelů, která vyšla online 28. července v periodiku Journal of Geophysical Research: Biogeosciences a doplňuje podstatné souvislosti pro lepší pochopení toho, proč byl dopad chicxulubské planetky tak vražednou globální katastrofou, která v relativně krátké době (přinejmenším z hlediska geologie) vyhubila kolem 75 % tehdejších druhů.[1] A s jakým smrtícím mechanismem tedy nová studie přichází? Kupodivu s poměrně jednoduchým, i když docela přesvědčivě znějícím – totiž globálním oblakem velmi jemného prachu, který účinky impaktu nejspíš výrazně znásobil. O fyzikálních účincích drtivého dopadu asi 10 až 15 km velké planetky typu uhlíkatý chondrit, která se rychlostí kolem 20 km/s srazila s povrchem Země v mělkém šelfovém moři v oblasti dnešního Mexického zálivu, jsem zde již psal mnohokrát.[2] V okruhu několika tisíc kilometrů od epicentra srážky byla většina organismů zmasakrována a rozsáhlé plochy souší i vodstev se staly zdevastovaným postapokalyptickým územím. Z nebe celosvětově pršelo roztavené sklo, které postupně zahřívalo atmosféru natolik, že se živočichové na souších doslova smažili a rostliny byly ve velkém objemu sežehnuty rozsáhlými požáry. Následovala až několika let dlouhá impaktní zima, která skokově snížila globální teplotu až o desítky stupňů Celsia a vyhubila prakticky všechny poslední zbytky dosud přeživších neptačích dinosaurů, pterosaurů i mnoha jiných organismů.[3] Obrovské druhové ztráty zaznamenaly i skupiny, jejichž zástupci zcela nevyhynuli – savci, ptáci, krokodýli nebo želvy. Začátek kenozoické éry před 66 miliony let tak rozhodně nebyl procházkou růžovým sadem. Současný „věk savců“ se skutečně zrodil z jedné z největších katastrof, které naše planeta za poslední přinejmenším půlmiliardu let poznala.
Co ale k tomuto dnes již vcelku uznávanému a prokázanému scénáři přidává nová vědecká práce planetárního geologa Brandona Johnsona a jeho kolegů? Vlastně nic převratného nebo měnícího pohled na onu základní představu, jaké inferno po dopadu nastalo. Spíše se jedná o důležité doplnění obrazu, které může znamenat, že nyní již máme skutečně k dispozici model úplného vyhlazení většiny terestrických živočichů v řádu prvních hodin až dní po samotném impaktu.[4] Johnson s trojicí svých kolegů totiž problematiku dopadajících sférulí, které zahřívaly po návratu do nižších vrstev atmosféry (asi ve výšce 70 až 80 km) vzduch natolik, až se z něj stala takřka celosvětová horkovzdušná trouba, doplňují o jeden podstatný prvek. A ten učinil situaci pro tehdejší živočichy i rostliny ještě mnohem horší. Pokud jsou závěry této vědecké práce správné, pak se dá říci, že drtivá většina dinosaurů, praptáků, savců a mnoha dalších suchozemských zvířat prakticky neměla šanci tuto katastrofu přežít.
Kritickým činitelem přitom měl být velmi jemný prach, který byl v ohromném množství po srážce vyhozen do atmosféry ještě před tím, než mohl kondenzovat do podoby impaktních sférulí a tektitů. Impaktní materiál byl v podobě jakéhosi expandujícího oblaku roznesen po celém světě a po určité době se sférule a oblak odpařeného materiálu oddělily, přičemž ten se posléze ochladil a zkondenzoval do podoby zmíněného velmi jemného prachu, doslova zakrývajícího oblohu na celém světě. Co je ovšem velmi důležité, je skutečnost, že pro tento masivní oblak máme dnes důkazy v podobě vrstev jemného silikátového prachu uloženého spolu s impaktními sférulemi, objevenými jak na slavné lokalitě Tanis v Severní Dakotě, tak i na lokalitách v geologické pánvi Raton na hranicích amerických států Colorado a Nové Mexiko.[5] Skutečně smrtící okolností před 66 miliony let bylo, že toto mračno jemného prachu v kritickou chvíli působilo jako peřina, která udržovala nadměrné teplo při povrchu Země, a bránila mu v uniknutí do okolního vesmíru. Pro poslední neptačí dinosaury a mnohé jejich současníky se stalo osudným, že většina uvolněného tepla byla tak směřována opět k zemskému povrchu.[6]
I dřívější scénáře, které počítaly pouze se spadem sférulí a nikoliv tímto prachovým mračnem, byly vpravdě děsivé – počítaly totiž s povrchovými teplotami (dle různých výpočtů) dosahujícími rozpětí od 100 do 250 °C po dobu několika minut až hodin.[7] I takové podmínky už se daly přežít jen s hodně velkým štěstím, v případě doplnění účinku prachu se ale situace jeví jako bezvýchodná. Teplotní pulz byl díky němu totiž ještě 3,5krát intenzivnější! Sami autoři práce konstatují, že tato situace znamenala prakticky kompletní vyhubení všech tvorů, kteří se nemohli schovat pod hladinu vody nebo pod zem v časovém úseku pouhé jedné až dvou hodin, a to po celém světě. Uvažovaná radiace by sice ještě nestačila na spontánní zažehnutí ohně u silnějších kmenů stromů, ale samotné listy, jehličí, šištice a dokonce i lišejníky nebo sušší přízemní vegetace mohly být skutečně takřka naráz zachváceny rozsáhlými požáry.
##seznam_reklama##
Jedním z nejzajímavějších údajů v této studii je číslo 17. Tolikrát prý radiace díky účinku prachu překročila známou smrtící dávku tepelného ozáření pro dospělého člověka. Konkrétní fyzikální údaj konzistentní s označením „letální dávka radiace pro člověka“ je přitom 10 kW/m2 po dobu 150 sekund.[8] Sedmnáctinásobek této smrtelné dávky tepelného záření znamená, že nemohli přežít ani ti nejodolnější živočichové s nejsilnější kůží nebo jakoukoliv jinou vhodnou anatomickou adaptací. Znovu se nám taky do hry vrací dlouhodobě debatovaná otázka globálních požárů, které podle některých badatelů skutečně vznikly a sehrály významnou roli při vymírání, zatímco podle jiných vědců se nic takového nestalo. Je pravda, že zatím máme jen omezené údaje o spálené biomase na velkých územích, ale chybí přesvědčivý sedimentologický a paleontologický doklad o podobných událostech na skutečně globální úrovni.[9] Snad bude jednou i tato otázka uspokojivě vyřešena. Tomu ostatně věří i paleontolog Alfio A. Chiarenza, který se domnívá, že jednou možná přímé sedimentologické doklady o globálních požárech na konci křídy objevíme. Otázka, zda dinosaury vyhubilo intenzivní horko následující krátce po dopadu nebo naopak až pozdější mráz impaktní zimy, tedy zůstává nadále nevyřešenou.
Napsáno pro Dinosaurusblog a OSEL.
Short Summary in English:
New research changes our view of the last mass extinction in history. Scientists once suspected that a brutal, up to 3 years long impact winter starved the dinosaurs following an asteroid impact 66 million years ago. New evidence suggests an even more violent end: widespread firestorms that may have burned all animals on the surface. The roughly 10 to 15 km asteroid struck what is now Mexican Gulf, excavating the Chicxulub crater and vaporizing enormous quantities of rock. Some of that material condensed into tiny droplets called spherules, which spread around the planet before falling back through Earth’s atmosphere and raising temperatures to such levels that the dinosaur extinction was inevitable.
Odkazy:
https://news.agu.org/press-release/chicxulub-impact-dust-set-the-dinosaurs-world-on-fire/
https://www.sci.news/paleontology/chicxulub-asteroid-impact-heat-wildfires-14957.html
[1] Johnson, B. C.; et al. (2026). Heat and Wildfires During the K-Pg Mass Extinction Enhanced by Fine Dust. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 131 (7): e2026JG009837.
[2] Collins, G. S.; et al. (2020). A steeply-inclined trajectory for the Chicxulub impact. Nature Communications. 11: 1480.
[3] 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.
[4] 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.
[5] During, M. A. D.; et al. (2022). The Mesozoic terminated in boreal spring. Nature. 603 (7899): 91–94.
[6] Robertson, D. S.; et al. (2004). Survival in the first hours of the Cenozoic. Geological Society of America Bulletin. 116 (5–6): 760–768.
[7] Belcher, C. M.; et al. (2015). An experimental assessment of the ignition of forest fuels by the thermal pulse generated by the Cretaceous–Palaeogene impact at Chicxulub. Journal of the Geological Society. 172 (2): 175–185.
[8] Dlabka, J.; Baudišová, B.; Řeháček, J. (2011). Basics of evaluation of thermal radiation effects on humans in industrial fires. TRANSACTIONS of the VŠB – Technical University of Ostrava Safety Engineering Series. 6 (2).
[9] Kring, D. A. (2007). The Chicxulub impact event and its environmental consequences at the Cretaceous-Tertiary boundary. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 255 (1–2): 4–21.