Odpowiedzi dostarcza nowy model komputera

Rozwiąż odwieczną tajemnicę wyginięcia dinozaurów

Dzisiaj, 9 października 2023 | 08:15

Komputer w roli sędziego: Dinozaury mogły wyginąć nawet bez słynnego uderzenia asteroidy 66 milionów lat temu, jak ustalił model komputerowy, prawie bez interwencji człowieka. Dlatego też masowa aktywność wulkaniczna w Indiach Zachodnich wystarczyła, aby położyć kres dinozaurom – podali twórcy modelu w Science. Może to pomóc w wyjaśnieniu długotrwałej debaty na temat zasadniczej przyczyny tego masowego wymierania.

Naukowcy zastanawiają się, dlaczego dinozaury wyginęły

Dlaczego dinozaury wymarły 66 milionów lat temu? Czy było to uderzenie asteroidy Chicxulub na terenach dzisiejszego Meksyku, czy też seria potężnych erupcji wulkanów w pułapce Dekanu w zachodnich Indiach, a może jedno i drugie? We wszystkich scenariuszach, zgodnie z obiegową opinią, za wyginięcie dinozaurów odpowiedzialne było uwolnienie dużych ilości węgla i dwutlenku siarki. Zmieniający się skład atmosfery zapewniłby naprzemienne występowanie ekstremalnie zimnych i ciepłych faz, powodując załamanie się łańcucha pokarmowego.

Chociaż jest jasne, że ogromne zmiany w warunkach środowiskowych doprowadziły do ​​wyginięcia dinozaurów, naukowcy wciąż zawzięcie debatują nad konkretnym wydarzeniem, które doprowadziło do globalnej katastrofy. Ponieważ fronty debaty są obecnie trudniejsze, a sprawy stają się coraz bardziej osobiste, Alexander Cox i Brenhen Keller z Dartmouth College wyznaczyli teraz neutralnego mediatora.

Odpowiedzi dostarcza model komputerowy

Pomysł: Neutralny komputer, a nie człowiek, powinien szukać przyczyny masowego wymierania pod koniec okresu kredowego. Aby urzeczywistnić to podejście, Cox i Keller odwrócili komputerowy model obiegu węgla na Ziemi, który zazwyczaj przewiduje przyszłość, wstecz. Pozwoliło jej to określić, jakie zdarzenie mogło to spowodować, na podstawie konkretnych warunków środowiskowych.

W szczególności Cox i Keller przekazali prawie 130 połączonym ze sobą procesorom zbiór danych geologicznych i klimatycznych z okresu masowego wymierania 66 milionów lat temu, a następnie poprosili komputer o określenie najbardziej prawdopodobnej przyczyny tych warunków środowiskowych. „Model mówi nam, jak dotarliśmy do tego, co widzimy w zapisie geologicznym” – wyjaśnia Cox.

Zarówno asteroidy, jak i wulkany przyczyniły się do wyginięcia dinozaurów

Kto więc jest zabójcą dinozaurów? Po przeprowadzeniu ponad 300 000 scenariuszy model komputerowy stwierdził, że asteroida i wulkany przyczyniły się do śmierci dinozaurów. Ale: Gazy wulkaniczne z pułapki Dekanu w zachodnich Indiach mogły wystarczyć, aby spowodować globalne masowe wymieranie. Szacuje się, że podczas erupcji trwających milion lat region wulkaniczny wyemitował do atmosfery około 10,4 biliona ton dwutlenku węgla i 9,3 biliona ton siarki. Wystarczająco, aby stworzyć tak niegościnne warunki dla życia na Ziemi, że wiele z nich wymarło.

66 milionów lat temu — podczas erupcji wulkanów — uderzenie asteroidy Chicxulub przyspieszyło masowe wymieranie, które już wyłaniało się z Pułapki Dekanu, jak zrekonstruowali Cox i Keller. Model komputerowy wykazał gwałtowny spadek głębinowych złóż węgla organicznego w okolicach momentu uderzenia, co wskazuje, że według naukowców asteroida spowodowała wyginięcie wielu gatunków zwierząt i roślin.

Efekt oddziaływania jest słabszy i krótszy niż oczekiwano

Jednak zgodnie z modelem skutki uderzenia asteroidy były słabsze i krótsze, niż wcześniej zakładano. W związku z tym w momencie uderzenia emisje dwutlenku węgla i siarki wzrosły jedynie nieznacznie, co mogło spowodować jedynie krótką globalną zimę z ujemnymi temperaturami i blokowaniem światła słonecznego. Jeśli wierzyć komputerowi, Chicxulub zginął bardziej w wyniku bezpośrednich konsekwencji jego uderzenia niż w wyniku narażenia na długotrwałe zmiany w atmosferze.

Nawet jeśli obliczenia modelu komputerowego nie dają ostatecznych i ogólnie poprawnych odpowiedzi, ponieważ stale uzyskujemy nowy wgląd w ówczesną sytuację, Cox jest bardzo zadowolony ze swojej pracy: „Najbardziej zachęcające jest to, że osiągnięte przez nas wyniki są: w sumie fizycznie prawdopodobne.” Co robi wrażenie, jeśli weźmie się pod uwagę, że model mógł całkowicie wymknąć się spod kontroli bez wcześniejszych, bardziej rygorystycznych ograniczeń.

Koncepcja mogłaby znaleźć szersze zastosowanie

Badacz może więc łatwo wyobrazić sobie przeniesienie tej koncepcji na inne zjawiska geologiczne w przyszłości, których dokładna przyczyna jest kontrowersyjna. „Każdy układ ziemski, w którym znamy skutek, ale nie przyczynę, jest gotowy do odwrócenia. Im lepiej znamy skutki, tym lepiej możemy scharakteryzować czynniki wejściowe, które je spowodowały” – mówi Cox. (Science, 2023; doi: 10.1126/ nauka.adh3875 )

Źródło: Dartmouth College, Amerykańskie Stowarzyszenie na rzecz Postępu Nauki (AAAS)

Napisane przez Annę Manz