Killing some dinosaurs
לפני בערך שנה (מרץ 2010), התפרסם ב-Science מאמץ מרוכז של קבוצה גדולה (41, למען הסדר הטוב) של חוקרים שיצאה בהכרזה החד משמעית - פגיעה של גוף שמימי במפרץ מקסיקו בקירוב לפני 65 מיליון שנה הרגה את הדינוזאורים (ועוד כמה וכמה משפחות ומינים שהתרוצצו להם בין הרגליים).
הרבה אנשים בקהילה הפלאנטולוגית (הקטנה והמצטמצצמת) חשבו שהמאמר הזה (Schulte et al. 2010) היה אחד המאמרים המקוממים ביותר שהתפרסמו ב-Science.
קצת רקע: אחת לכמה עשרות עד מאות מליוני שנים ישנה הפסקה ברצף החיים בכדה"א, ההפסקות האלו מכונות "אירועי הכחדה המוניים" (Mass extinction events). אלו אירועים שבהם בפרק זמן מאוד קצר (כמה קצר זאת שאלה טובה, מתווכחים על זה די הרבה, מקובל שלא יותר ממאות אלפי שנים ספורות) מגוון היצורים החיים בכדה"א קטן בצורה משמעותית. שתי עבודות (Sepkoski, 1982; Raup & Sepkoski, 1982) מיקמו חמש אירועים (החל מהזמן שליצורים היה שלד) שהיו שמשמעותיות ביותר. רק שיהיה ברור, הכחדות מתרחשות כל הזמן, קיים משהו שנקרא Background extinction rate, לפעמים הוא עולה, לפעמים הוא יורד. אם ה-Background extinction rate של סוגים (Genus) הוא לאורך רוב ההיסטוריה של החיים המורכבים בכדה"א עם עוצמת הכחדה של בין 5% ל-7% (קרי, השינוי בין שני אינקרמנטים בדידים של זמן הוא שבין 5 ל-7 אחוז מה-Taxson לא יופיעו באינקרמנט הבא) אז ב“אירוע הכחדה המוני" עוצמת ההכחדה של סוגים ימיים מזנקת לאיזור ה-50%, ברמת המין (Specie) זה יכול להגיע ל-96%.
חמש האירועים ש-Raup & Sepkoski (1982) הגדירו כאירועים הגדולים היו: ההכחדה גבול אורדוביק-סילור (לפני בין 450 ל-440 מיליון שנים, 57% מהסוגים), ההכחדה גבול דבון-קרבון (לפני בין 375 ל-360 מיליון שנים, 50% מהסוגים, סה"כ כ-70% מהמינים), ההכחדה גבול פרם-טריאס (לפני כ-251 מיליון שנים, 83% מהסוגים, סה"כ 96% מהמינים הימיים ו-70% מהיבשתיים), ההכחדה של גבול טריאס-יורה (לפני 205 מיליון שנים, 48% אחוז מהסוגים) וההכחדה של גבול קרטיקון-פליאוגן (לפני 65 מיליון שנים, 50% מהסוגים, סה"כ 70% מהמינים).
הסיבה שההכחדות נמצאים בגבולות של תקופות היא היסטורית וקשורה לצורה שבה ניתנו השמות, כיום למעשה כל תקופה גיאולוגית מייצגת את פרק הזמן בין שני אירועים משמעותיים. חלוקת העל של עידן העל שלנו (מסתבר שזה המונח בעברית ל-Eon בהקשר הזה), ה-Phanerozoic, מוגדרת לפי שניים מאירועי ההכחדה ההמוניים האלו: התקופה (עידן - Era) עד אירוע ההכחדה של גבול פרם-טריאס מכונה ה-Paleozoic Era ("תקופת החיים העתיקה" בתרגום חופשי), התקופה מאותו אירוע ועד אירוע ההכחדה של גבול קרטיקון-פליאוגן מכונה ה-Mesozoic Era (“תקופת החיים התיכונה") והתקופה מאז אותו אירוע הכחדה (שזה במקרה אנחנו חיים) מכונה ה-Cenozoic Era (“תקופת החיים החדשה"). כל תקופה כזאת התאפיינה במערכת חיים שונה למדי (עד רמת הננופלנקטון) והמעבר מה-Mesozoic ל-Cenozoic, המכונה בספרות גדול K/T או גבול K/Pg, או גבול M/C, או גבול Ma/Pa... לצורך העניין גבול K/T מעכשיו - הוא המעבר מ"עולם הזוחלים" ל-"עולם היונקים" (ונעזוב את זה שיונקים היו יותר מגוונים בקרטיקון מאשר בכל תקופה אחרת ושאת הדינוזאורים ירשו קודם הציפורים ואז היונקים, לא צריך לסבך, כרגע).
בחזרה למאמר ממקודם, סוג של... בגלל שגבול K/T מגדיר את המעבר לעולם כמו שאנחנו מכירים אותו היום (הוא לא, הגבול הוא כנראה גבול איאוקן אוליגוקן. אבל שוב, אני מנסה לא לסבך) וכי יש שם דינוזאורים ודינוזאורים זה מגניב, הרבה מאוד מאמץ מחקרי הושקע בו לאורך השנים. הוא מופה, אופיין, תואר אבל השאלה הגדולה היתה, ולטעם רבים עדיין הינה - מה גרם לאירוע הזה?
עד תחילת שנות ה-80 הסתובבו די הרבה תיאוריות: הציעו סופר נובה, הציעו היפוך של הקטבים, הציעו הפשרה של הקטבים שמהלה את האוקיאנוס. אבל אז ב-1980 הוצגה התיאוריה (Alvarez et al. 1980) כי המחולל של אירוע ההחכדה בגבול K/T היה פגיעה של עצם שמיימי, כנראה אסטרואיד. הנימוק המקורי לטענה הזאת התבסס על עדות כימית.
ישנה שכבה מאוד דקה של חרסית ירוקה, או אדומה, או שחורה, שנמצאת כמעט בכל העולם (בארץ היא לא קיימת, אל תנסו לחפש אותה) שיושבת פחות או יותר בגבול בין הקרטיקון לפליאוגן. למה פחות או יותר? כי בחלק מהעולם היצורים שהיו אמורים למות, משכו עוד קצת ולא פשוט נעלמו בדיוק ברגע הנכון. במקורות אחרים יחידות שהכילו את המאובנים שלהם נחשפו והמאובנים הוסעו והגיעו מעל השכבה (לצורך העניין, בעבודה שנעשתה באיזור נחל צין ועומדת להתפרסם בקרוב מצאו מאובנים של הקרטיקון ביחידה שנוצרה חמש עשרה מיליון שנה לאחר אותו אירוע ההכחדה). בכל מקרה, .Alvarez et al לקחו דוגמאות מתחת לאותה שכבה, מתוכה ומעליה ובדקו בהן את התכולה של סדרה של יסודות. הם מצאו שבגדול קיימת אנומליה של אירידיום ובאנומליה הכוונה שהיה מספיק כדי למדוד. אירדיום הוא יסוד מאוד נדיר בכדה"א, בעיקר בקרום, מאוד נדיר: זהב נפוץ פי 40 ממנו, פלטינה נפוצה פי 10 ממנו, לרוב הוא קיים בריכוז שנמוך מחלק אחד למיליארד (עשר בתשיעית). לעומת זאת, בסוגים מסויימים של מטאוריטים הוא קיים בריכוז גבוהה עד פי5000 (שזה אומר 5 חלקים למיליון, רק כדי לשמור על פרופורציה).
האמת, זאת היתה קפיצה לוגית די משמעותית מ"היה אירוע פגיעה" (כנראה מספיק גדול אם מוצאים את הסמנים הכימיים שלו באיטליה, דמנרק וניו-זילנד בזמנו) ל"אירוע הפגיעה גרם להכחדה". הקשר היה נסיבתי בסופו של דבר, זה היה מנוגד לתיאוריה המדעית השלטת בזמנו והמנגנון המוצע היה די ברמת המודל הרעיוני באותה נקודה. קיים סיכוי מאוד סביר שהמאמר לא היה מתפרסם, בטח שלא ב-Science, אלמלא הכותב הראשון היה זוכה פרס נובל (לואיס אלוורז, פרס נובל בפיזיקה, 1968).
בשנים מאז זוהו שני אתרים אפשריים לאותה פגיעה: הראשון בחצי האי יוקטאן שבדרום מפרץ מקסיקו באיזור המכונה Chicxulub. הפגיעה זוהתה בסוף שנות השבעים (1978) והממצא פורסם ב-1981. כנראה לא מעט בזכות התיזמון, האירוע של .Alvarez et al שוייך לפגיעה ב-Chicxulub. בסוף שנות התשעים זוהה באוקיאנוס ההודי, פחות או יותר באמצע הדרך בין הודו למדגסקר, מבנה אליפטי בקוטר של מספר מאות קילומטרים שזכה לשם Shiva crater. המבנה הוא בגיל קרוב (עד כמה שאפשר לתארך) לזה ב-Chicxulub ובין השאר הוצע (Chatterjee, 1997) שהוא נוצר ע"י אותו גוף שמימי שהתפרק. אבל ישנה עדיין הרבה התנגדות לקישור בין האירוע הזה להכחדה, גם מסיבות מחקריות (קשה לאשש שאכן היתה שם פגיעה) ואני מניח גם כי כמות העדויות בעדChicxulub די גדולה (מצד שני, חקרו אותו כבר עשרים שנה כשמצאו את Shiva, הוא יותר נגיש והפגיעה היתה הרבה יותר קרובה ליבשה כך שיש לא מעט דברים נגישים קרובים אליו שאפשר לעבוד עליהם).
חזרה ל-Schulte et al. אני חושב שהבעיה הכי גדולה עם המאמר הזה היא צורת הצגת הנושא, אין דיון באפשרויות אחרות, כמו שהם מציגים אותו: היה אירוע, הוא נבע מהפגיעה, אלו העדויות שתומכות בפגיעה, זה מה שהיא עשתה. זהו בערך. במדור המכתבים של Science במאי הוצגו שלוש התנגדויות למאמר של Schulte et al. עם הכותרות: Cretaceous Extinctions: Multiple Causes, Cretaceous Extinctions: The Volcanic Hypothesis ו-Cretaceous Extinctions: Evidence Overlooked. התגובות היו די זועמות (הם השתמשו בסימני קריאה!). כולם אמרו את אותו הדבר - יש די והותר עדויות למנגנונים אחרים או שילוב של מספר מנגנונים (Keller et al. הזכירו שיש גם בעית תיזמון לאירוע הפגיעה ב-Chicxulub).
שני המנגנונים האחרים (יש עוד, אבל הם בעייתיים יותר, כולל הסבר הסופרנובה שהיה מקובל בשנות השבעים) שנדונים בספרות והוזכרו במאמרים האלו הם ההתפרצות הוולקנית ברמת הדקאן (Deccan
) ושינויי האקלים שהתרחשו באותו זמן.
טענת ההגנה העיקרית של Schulte et al היתה שאין מספיק עדויות שתומכות בתהליך מקדים (קיימות עדויות, ד"א, אני אוהב לתת את הדוגמא של Abramovich et al. 1998) לאורך התקופה הנדרשת לפני ההכחדה, שאופי ההכחדה לא מתאים למנגנונים האלו ושבאופן כללי ההכחדה היתה אירוע די חד בכל העולם.
הוויכוח הזה מתנהל בספרות כבר כמה וכמה שנים וחורג בהרבה מתחום מכתבי המערכת של Science, אני די בספק שהוא הולך להסתיים בשנים הקרובות.
מאמרים מצוטטים:
Abramovich et al. (1998): Decline of the Maastrichtian pelagic ecosystem based on planktic foraminifera assemblage changes: Implication for the terminal Cretaceous faunal crisis, Geology, Vol. 26, p. 63-66.
Alvarez, LW, Alvarez, W, Asaro, F, and Michel, HV (1980) : Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction, Science, Vol. 208, N. 4448, p. 1095-1108.
Archibald et al. (2010): Cretaceous Extinctions: Multiple Causes, Science, Vol 328, N. 5981, p. 973.
Chatterjee, S. (1997) : Multiple Impacts at the KT Boundary and the Death of the Dinosaurs, 30th International Geological Congress, Vol. 26, p. 31-54.
Courtillot, V. & Fluteauc, F. (2010): Cretaceous Extinctions: The Volcanic Hypothesis, Science, Vol 328, N. 5981, p. 973-4.
Keller et al. (2010): Cretaceous Extinctions: Evidence Overlooked, Science, Vol 328, N. 5981, p. 974-5.
Raup, D. & Sepkoski, J.J. (1982) : Mass extinctions in the marine fossil record, Science, Vol. 215, p. 1501-1503.
Schulte et al. (2010) : The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary, Science, Vol. 327, p. 1214-1218.
Sepkoski, J.J. (1981) : A factor analytic description of the Phanerozoic marine fossil record, Paleobiology, Vol. 7, N. 1, p. 36-53.
ובהקשר:
על השינוי במגוון המינים בכדה"א