Tytuł nawiązuje do
brytyjskiego filmu dokumentalnego „Zanim przyszły dinozaury”, w którym pokazano
życie na Ziemi w Erze Paleozoicznej i w Triasie. Najnowsze badania zdają się
wskazywać na to, że wszystko stało się inaczej, a jak – o tym mówi ten artykuł.
Z lawą płynącą w oddali prymitywnie
upierzony dinozaur teropod unosi ofiarę ssaka podczas śnieżnej wulkanicznej
zimy spowodowanej masowymi erupcjami podczas triasowo-jurajskiego wymierania -
T/J. Nowe badanie mówi, że dinozaury przeżyły, ponieważ były już przystosowane
do mroźnych warunków na dużych szerokościach geograficznych. Źródło: Obraz Larry'ego Feldera
Badanie starożytnego masowego wymierania ujawnia, że dinozaury przejęły Ziemię spośród lodu, a nie ciepła.
Prosperowanie w serii nagłych globalnych
katastrof, które zabiły konkurentów
Wielu z nas zna popularną teorię o tym,
jak dinozaury zginęły 66 milionów lat temu: w gwałtownym zderzeniu Ziemi z
meteorytem, po którym nastąpiła globalna zima spowodowana pyłem i gruzem
zapylającymi atmosferę. Ale było znacznie bardziej tajemnicze i mniej
dyskutowane poprzednie wymarcie: to 202 miliony lat temu, które unicestwiło
wielkie gady, które do tej pory rządziły planetą, i najwyraźniej utorowało
drogę dinozaurom do jej przejęcia. Co spowodowało tak zwane wymieranie T/J i
dlaczego dinozaury rozwijały się, gdy inne stworzenia ginęły?
Wiemy, że świat był ogólnie gorący i
parny w okresie Triasu, który poprzedzał wymarcie, a podobne warunki panowały
podczas kolejnej jury, która rozpoczęła epokę dinozaurów. Jednak nowe badania
stawiają na głowie ideę kochających ciepło dinozaurów: przedstawiają pierwszy
fizyczny dowód na to, że gatunki dinozaurów triasowych, które były niewielką
grupą w dużej mierze zepchniętą w tamtym czasie w regiony polarne, regularnie
znosiły tam mroźne warunki.
Charakterystyczne wskaźniki to ślady
dinozaurów wraz z dziwnymi fragmentami skał, które mogły zostać osadzone tylko
przez lód. Autorzy badania wyjaśniają, że podczas wymierania, kiedy zimno
występujące już na biegunach rozprzestrzeniło się na niższe szerokości
geograficzne, zabijając gady z zimną krwią. Dinozaury, które już się
przystosowały, przetrwały ewolucyjne to wąskie gardło i rozprzestrzeniły się.
Reszta to historia starożytna.
- Dinozaury były tam cały czas pod radarem w Triasie – powiedział Paul Olsen, geolog z Obserwatorium
Ziemi Lamont-Doherty na Uniwersytecie Columbia i główny autor badania. - Klucz do ich
ostatecznej dominacji był bardzo prosty. Były to zasadniczo zwierzęta
przystosowane do zimna. Kiedy wszędzie zrobiło się zimno, były gotowe, a inne
zwierzęta nie.
Badanie, oparte na niedawnych
wykopaliskach na odległej pustyni północno-zachodnich Chin Junggar Basin,
zostało opublikowane 1 lipca 2022 r. w czasopiśmie „Science Advances”.
Superkontynent Pangei 202 miliony lat
temu, na krótko przed wymieraniem T/J. Na wskazanych obszarach znaleziono ślady
wczesnych dinozaurów; większość gatunków ograniczała się do wysokich szerokości
geograficznych, a te nieliczne bliżej tropików były mniejsze. Czerwony obszar
na górze to basen Junggar, obecnie w północno-zachodnich Chinach. Źródło: Olsen
i in., „Science Advances”, 2022
Uważa się, że dinozaury pojawiły się po
raz pierwszy w okresie triasu na umiarkowanych południowych szerokościach
geograficznych około 231 milionów lat temu, kiedy większość lądu planety
została połączona w jeden gigantyczny kontynent, który geolodzy nazywają
Pangeą. Dotarły na daleką północ około 214 milionów lat temu. Aż do masowego
wyginięcia w wieku 202 milionów lat, bardziej ekspansywne regiony tropikalne i subtropikalne
były zdominowane przez gady, w tym krewnych krokodyli i innych przerażających
stworzeń.
W Triasie i przez większość Jury
stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wahało się od 2000 ppm — pięć razy więcej
niż obecnie — więc temperatury musiały być wysokie. Nie ma wówczas dowodów na
istnienie polarnych czap lodowych, a wykopaliska wykazały, że lasy liściaste
rosły w rejonach polarnych. Jednak niektóre modele klimatyczne sugerują, że na
wysokich szerokościach geograficznych czasami było chłodno; nawet przy całym
tym CO2, przez większość roku otrzymywałyby mało światła słonecznego, a
temperatury spadałyby przynajmniej sezonowo. Ale do tej pory nikt nie
przedstawił żadnych fizycznych dowodów, że zamarzły.
Pod koniec Triasu, geologicznie krótki
okres około miliona lat był świadkiem wyginięcia ponad trzech czwartych
wszystkich gatunków lądowych i morskich na planecie, w tym stworzeń ze
skorupami, koralowców i wszystkich dużych gadów. Niektóre zwierzęta żyjące w
norach, takie jak żółwie, przeszły przez nie, podobnie jak kilka wczesnych
ssaków. Nie jest jasne, co dokładnie się stało, ale wielu naukowców łączy to z
serią potężnych erupcji wulkanicznych, które mogły trwać setki lat. W tym
czasie Pangea zaczęła się rozdzielać, otwierając to, co jest teraz Oceanem
Atlantyckim, i oddzielając dzisiejsze Ameryki od Europy, Afryki i Azji. Między
innymi erupcje spowodowały, że atmosferyczny poziom dwutlenku węgla wzbiłby się
ponad i tak już wysoki poziom, powodując śmiercionośne skoki temperatury na
lądzie i zakwaszenie wód oceanicznych, aby wiele stworzeń mogło przetrwać.
Klif łupkowy w basenie Junggar w
północno-zachodnich Chinach, gdzie naukowcy znaleźli kamyki spływające lodem
wśród drobnoziarnistych osadów. Źródło: Paul Olsen/Obserwatorium Ziemi
Lamont-Doherty
Autorzy nowego badania przytaczają
trzeci czynnik: podczas najostrzejszych faz erupcji wyrzucały one aerozole
siarki, które odbijały tak dużo światła słonecznego, że powodowały powtarzające
się globalne zimy wulkaniczne, które pokonywały wysoki poziom gazów
cieplarnianych. Te zimy mogły trwać dekadę lub dłużej; nawet w tropikach można
było zaobserwować utrzymujące się mroźne warunki. To zabiło nieocieplone gady,
ale przystosowane do zimna, izolowane dinozaury były w stanie wytrzymać,
twierdzą naukowcy.
Dowody naukowców: formacje
drobnoziarnistego piaskowca i mułowca pozostawione przez osady w płytkim,
pradawnym dnie jezior w basenie Junggar. Osady powstały 206 milionów lat temu w
późnym triasie, w wyniku masowego wymierania i nie tylko. W tym czasie, zanim masy
lądu się zmieniły, basen leżał na około 71 stopni na północ, znacznie powyżej
koła podbiegunowego. Ślady stóp znalezione przez autorów i innych pokazują, że
dinozaury były obecne wzdłuż linii brzegowych. Tymczasem w samych jeziorach
naukowcy znaleźli obfite kamyki o średnicy do około 1,5 centymetra w normalnie
drobnych osadach. Z dala od jakiejkolwiek widocznej linii brzegowej, kamyki nie
miały tam żadnego sensu. Jedyne wiarygodne wytłumaczenie ich obecności: były to
szczątki spływów lodowych (IRD).
Krótko mówiąc, IRD powstaje, gdy lód
tworzy się na lądzie przybrzeżnym i zawiera kawałki leżącej pod nim skały. W
pewnym momencie lód odrywa się i odpływa do sąsiedniego akwenu. Kiedy topi się,
skały opadają na dno, mieszając się z normalnymi drobnymi osadami. Geolodzy
intensywnie badali starożytne IRD w oceanach, gdzie jest dostarczany przez
lodowce góry lodowe, ale rzadko w dnach jezior; odkrycie Junggar Basin dodaje
do skąpego rekordu. Autorzy twierdzą, że kamyki zostały prawdopodobnie zebrane
zimą, kiedy wody jeziora zamarzły wzdłuż kamienistych linii brzegowych. Kiedy
wróciła ciepła pogoda, kawałki tego lodu odpłynęły z próbkami kamyków, a
później je upuściły.
- To pokazuje, że obszary te regularnie zamarzały, a dinozaury
radziły sobie dobrze – powiedział współautor badań Dennis Kent, geolog z Lamont-Doherty.
Jak to zrobili? Od lat 90. gromadzone
są dowody na to, że wiele, jeśli nie wszystkie nieptasie dinozaury, w tym
tyranozaury, miało prymitywne pióra. Gdyby nie latanie, niektóre pokrycia mogłyby
być używane do celów wystawowych, ale naukowcy twierdzą, że ich głównym celem
była izolacja. Istnieją również dobre dowody na to, że w przeciwieństwie do
gadów zimnokrwistych, wiele dinozaurów posiadało układy stałocieplne o wysokim
metabolizmie. Obie cechy pomogłyby dinozaurom w chłodnych warunkach.
- Ciężkie epizody zimowe podczas erupcji wulkanów mogły
doprowadzić do mrozów w tropikach, gdzie wydaje się, że miało miejsce wiele
wyginięć dużych, nagich, nieopierzonych kręgowców – powiedział
Kent. - Podczas
gdy nasi wspaniali opierzeni przyjaciele przyzwyczaili się do niższych
temperatur w wyższych szerokościach geograficznych.
Odkrycia przeczą konwencjonalnym
wyobrażeniom dinozaurów, ale niektórzy wybitni specjaliści twierdzą, że są
przekonani.
- Istnieje stereotyp, że dinozaury zawsze żyły w bujnych
tropikalnych dżunglach, ale nowe badania pokazują, że wyższe szerokości
geograficzne byłyby zamarznięte, a nawet pokryte lodem przez część roku – powiedział Stephen Brusatte, profesor
paleontologii i ewolucji na Uniwersytet w Edynburgu. - Dinozaury żyjące na dużych szerokościach
geograficznych tak się złożyło, że już miały zimowe płaszcze, podczas gdy wielu
ich triasowych konkurentów wymarło.
Randall
Irmis, kustosz paleontologii w Muzeum Historii Naturalnej w Utah i
specjalista od wczesnych dinozaurów, zgadza się z tym.
- To pierwszy szczegółowy dowód z ostatnich okresów
geologicznych, pierwszy dowód na ostatnie 10 milionów lat triasu i pierwszy
dowód na naprawdę lodowate warunki klimatyczne – powiedział. - Ludzie są
przyzwyczajeni do myślenia o tym jako o czasach, gdy cały świat był gorący i
wilgotny, ale tak nie było.
Olsen mówi, że kolejnym krokiem w
kierunku lepszego zrozumienia tego okresu jest poszukiwanie przez większą
liczbę badaczy skamielin w dawnych obszarach polarnych, takich jak basen
Junggar.
- Zapis kopalny jest bardzo zły i nikt nie prowadzi poszukiwań – powiedział. - Te skały są szare i czarne i znacznie
trudniej jest znaleźć [skamieliny] w tych warstwach. Większość paleontologów
pociąga późna Jura, gdzie wiadomo, że istnieje wiele dużych szkieletów.
Paleo-Arktyka jest w zasadzie ignorowana.
Według
opracowania: „Lód arktyczny i ekologiczny wzrost dinozaurów” Paul
Olsen, Jingeng Sha, Yanan Fang, Clara Chang, Jessica H. Whiteside, Sean Kinney,
Hans-Dieter Sues, Dennis Kent, Morgan Schaller i Vivi Vajda, 1 lipca 2022, w „Science
Advances”.
DOI: 10.1126/sciadv.abo6342
Współautorami tych badań byli: Jingeng
Sha i Yanan Fang z Nanjing Institute of Geology and Paleontology; Clara Chang i
Sean Kinney z Obserwatorium Ziemi Lamont-Doherty; Jessica Whiteside z
Uniwersytetu w Southampton; Hans-Dieter Sues z Smithsonian Institution; Morgan
Schaller z Rensselaer Polytechnic Institute; oraz Vivi Vajda ze Szwedzkiego
Muzeum Historii Naturalnej.
Przekład z angielskiego - ©R.K.F. Sas -
Leśniakiewicz