آتشفشان یا سیارک؛ کدام‌ یک مقصر انقراض دایناسورها است؟

احتمالا یک سیارک یا دنباله‌دار، آتشفشان‌های جنوب هند را در ۶۶ میلیون سال پیش احیا کرده؛ اما نقش آن‌ها در انقراض دایناسورها چیست؟

دانشمندان تاریخ دقیق‌تری را برای جریان‌های گدازه آتش‌فشان‌های دکن‌تراپ‌ تعیین کردند که اوج فعالیت‌های آن بسیار نزدیک به‌زمان اصابت سیارک یا دنباله‌داری است که ۶۶۶ میلیون سال قبل وقایع انقراض بزرگی‌ را رقم زد.  براساس اطلاعات جدیدی که در ژورنال ساینس منتشر شده، به احتمال قریب به یقین اصابت سیارک یا دنباله‌ای در ۶۶ میلیون سال قبل عامل فوران‌های آتشفشان عظیمی در هند و در سمت دیگر دنیا و دور از مکان اصابت جسم  آسمانی در دریای کارائیب بوده است. با اینکه این دو فاجعه هم‌زمان رخ داده؛ اما سهم آن‌ها در انقراض جمعی و نابودی دایناسورها و بسیاری دیگر از انواع حیات مشخص نیست.

تمرکز این پژوهش‌ها روی جریان‌های گدازه‌ی بزرگی است که در فواصل زمانی معینی در تاریخ زمین فوران کرده‌اند و اینکه چگونه آن‌ها اتمسفر را تغییر دادند و چه تاثیری در دگرگونی زندگی سیاره زمین داشتند. در‌این پژوهش، دانشمندان دانشگاه برکلی کالیفرنیا دقیق‌ترین و صحیح‌ترین تاریخ ممکن را برای زمان وقوع آتش‌فشان‌های هند  تعیین کردند که با پایان دوره کرتاسه یا مرز کرتاسه - پالئوژن هم‌زمانی دارد. فعالیت آتش‌فشانی که یکی از بزرگ‌ترین سیل‌های بازالتی معروف به دکن‌تراپ هند را خلق کرده است. میلیون‌ها سال متوالی فوران‌ها با فشار جریان‌های گدازه به فواصلی معادل ۵۰۰۰ کیلومتر به روی مناطق جنوبی شبه قاره هند پخش می‌شدند و به این طریق در بعضی از نقاط دکن‌تراپی با ضخامتی نزدیک ۲ کیلومتر ساخته شد.

 پل رنه پروفسور زمین و سیاره‌شناسی دانشگاه برکلی و مدیر مرکز زمین‌گاه‌شناسی و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید:

اکنون که تاریخ‌سنجی از دکن‌تراپ‌ها در مکان زیاد و مختلفی انجام شده می‌توانیم ببینیم که توزیع گدازه در همه جا مشابه بوده است. من می‌خواهم با اعتماد‌به‌نفس زیادی بگویم که فوران در طی ۵۰ هزار و شاید ۳۰ هزار سال از اصابت رخ داده است؛ به‌معنی همزمانی آن‌ها با درنظرگرفتن یک حاشیه خطا است که این تأیید با ارزشی بر فرضیه‌ای است که بر تاثیر اصابت بر جریان‌های گدازه اشاره دارد.

تاریخ‌های جدید مُهر تاییدی بر برآوردهای قبلی مبنی بر تداوم جریان‌های گدازه برای حدود یک میلیون سال زده‌اند؛ اما آن‌ها حاوی یک شگفتی نیز هستند. سه‌چهارم از فوران گدازه بعد از اصابت بوده است. در پژوهش‌های گذشته ۸۰ درصد از فوران گدازه قبل از اصابت برآورد شده بود. اگر حجم بیشتر گدازه دکن‌تراپ‌ها قبل از اصابت فوران کرده‌اند گازهای خارج شده می‌تواند عامل گرمایش جهانی در ۴۰۰ هزار سال نهایی از دوره کرتاسه باشد. درطی‌این دوره دما به‌طور متوسط تا ۸ درجه سلسیوس افزایش پیدا کرد.

در طول این دوره از گرمایش، گونه‌هایی که توانایی زنده ماندن دراین شرایط را داشتند به حیات خود ادامه دادند؛ اما با شروع سرمایش جهانی ناشی از گردو‌غبار خروج گازهای سرمایش آب‌و‌هوا در اثر فعالیت آتش‌فشان‌ها یا اصابت جسم آسمانی فصل انقراض نیز آغاز می‌شود؛ اما اگر حجم بیشتر گدازه دکن‌تراپ بعد از اصابت به بیرون  فوران کرده باشد، این سناریو نیاز به تجدید‌نظر دارد. اسپرین کورتنی نویسنده اول مقاله که از دانشگاه برکلی دکترای خود را دریافت کرده و هم‌اکنون در دانشگاه لیورپول انگلستان پسادکتری خود را می‌گذارند می‌گوید:

این دگرگونی‌ها دورنمای ما از نقش دکن‌تراپ‌ها در انقراض کرتاسه-پالئوژن را تغییر می‌دهد.... یا فوران دکن نقشی در این بازی ایفا نکرده که البته بعید به‌نظر می‌رسد یا مقدار زیادی از گازهای تغییردهنده آب‌وهوا در زمانی‌که فوران‌ها در پایین‌ترین حجم خود بودند به اتمسفر وارد شدند.

فرضیه‌ای است که اغلب اوقات و نه‌تنها در طی فوران‌ها گازهای مؤثر در تغییرات آب‌وهوایی آتشفشانی از اتاقک ماگما زیرزمین به بیرون ترواش کرده است. طبق‌ نظر پژوهشگران می‌توان شواهد این امر را در فوران‌های شدید کوه آتنا ایتالیا و کوه آتشفشانی پوپوکاتپتل مکزیک دید. پژوهشگران معتقدند حتی بخارهای ماگما بدون فوران نیز  می‌تواند گازها را به اتمسفر انتقال دهد. پروفسور رنه نیز معتقد است که احتمال زیادی وجود دارد بسیاری از گازها ازطریق سیستم ماگما قبل از فوران وارد جو شده باشند و لزومی به‌ ارتباط آن‌ها با فوران‌ها نیست. در مورد انقراض کرتاسه-پالئوژن نیز نشانه‌های دگرگونی‌های آب‌وهوایی قابل‌توجه قبل از زمان اوج فوران آتشفشان رخ داده است.

سیل بازالت

پروفسور رنه،‌ اسپرینو و همکارانش از یک روش دقیق تاریخ‌سنجی استفاده می‌کنند. این روش که به نام تاریخ‌سنجی آرگون-آرگون شناخته می‌شود برای تعیین زمان اصابت و تعیین زمانی‌که دکن‌تراپ‌ها به وضوح فوران کردند و سلسله وقایع فاجعه‌باری که منجر به پایان دوره کرتاسه و آغاز دوره ترشیاری یا دوران نوزیستی در پی رویداد انقراض کرتاسه-پالئوژن بود، بسیار مناسب هستند. در سال ۲۰۱۳ با بررسی سنگ‌های مونتانا دقیق‌ترین تاریخ‌سنجی برای زمان اصابت انجام گرفت. این تاریخ در ۶۶ میلیون و ۵۲۰ هزار سال قبل با تقریب ۸ هزار سال جلوتر یا عقب‌تر تعیین شد. سپس در سال ۲۰۱۵ پژوهشگران به بررسی چند نمونه از سرزمین هند پرداختند که حداقل اوج فوران‌های دکن‌تراپ ۵۰ هزار سال بعد از آن تعیین‌ شد و می‌توان نتیجه گرفت که این حوادث اساسا هم‌زمان بوده‌اند.

هم‌اکنون،پژوهشگران با چندین بار نمونه‌برداری از مناطق مختلف دکن‌تراپ ثابت کردند که زمان اوج فوران در سراسر شبه‌قاره هند هم زمان بوده‌ است. این نتایج از فرضیه تیم پژوهش که سیارک را عامل زمین‌لرزه‌های فوق‌العاده و فوران شدید آتشفشان‌ها در هند شده است، حمایت می‌کند. وقایعی که تقریباً درجهت مخالف از اصابت سیارک یا دنباله‌دار در دهانه چیکسالوب در دریای کارائیب است.

براین اساس اسپرین و رنه معتقدند که این فاجعه‌های متناظر ضربات مهلکی را به حیات در روی زمین وارد کردند؛ اما جزئیات آن هنوز هم معلوم نیست. فوران آتشفشان، گازهای گلخانه‌ای زیادی همچون دی‌اکسید کربن و متان  تولید می‌کند که باعث گرم شدن زمین می‌شود، درحالی‌که ذرات غبار گونه گوگرد با ایجاد حالت سایه مانند، عامل سرد شدن زمین به شمار می‌روند. در پی اصابت نیز گردوغبار به اتمسفر فرستاده می‌شود که با جلوگیری از رسیدن نور خورشید روند سرد شدن را افزایش می‌دهد. هر چند هنوز کسی نمی‌داند که چقدر این ماجرا طول کشید. اسپرین  می‌گوید:

هر دو فاجعه اصابت جسم آسمانی و فعالیت آتشفشانی دکن می‌تواند آثار محیطی مشابهی تولید کند اما این وقایع در طی زمان‌بندی متفاوتی رخ می‌دهد؛ پس برای درک تاثیرگذاری هر عامل در وقوع انقراض ارزیابی، زمان‌بندی شاخصی تعیین کننده است.

اینکه کدام گازها از دکن‌تراپ خارج شده، سوالی است که جواب دادن به‌ آن سخت است. چرا که امروزه هیچ فوران جریان بازالتی وجود ندارد با وجود آن‌که تاریخ زمین مملو از وقوع آن‌ها است. آخرین مورد آن در نزدیک رود کلمبیادر شمال غربی اقیانوس آرام است که بعد از ۴۰۰ هزار سال فوران در ۱۵۵ میلیون سال پیش از بین رفت.

همین کمبود اطلاعات در مورد سیل‌های بازالتی دلیل علاقمندی پروفسور رنه و اسپرین به دکن‌تراپ‌ها است. منطقه‌ای که هنوز هم به اندازه کافی برای دستیابی به اطلاعاتی درباره توالی وقایع، آثار، حجم فوران و حتی شاید علت آن جوان هستند. پروفسور رنه معتقد است، این باعث شگفتی است که  برخی از مکانیسم‌ها با فشار خارجی مشابه اصابت جسم آسمانی بر دکن‌تراپ‌ها مؤثر باشند. همچنین برای سیل‌های بازالتی که منجر به اوج‌گیری فوران‌ها در رویداهایی همچون رودخانه بازالت کلمبیا یا تراپ‌های سیبری شود. آیا زلزله‌ای بزرگ در پهنه یک فرورانش یا انباشتگی فشار ماگمای در حال صعود می‌تواند عامل این سیل‌های بازالتی شود؟

همچنین اسپرین به فعالیت تیم پژوهشی دیگری از دانشگاه پرینستون اشاره کرد که تاریخ‌هایی جدید مربوط‌به دکن‌تراپ را منتشر خواهد کرد که در بعضی موارد با یافته‌های تیم برکلی متفاوت است. البته باید در نظر گرفت که گروه برکلی کانی پلاژیوکلازها که در اصل جریان گدازه‌ها هستند مورد بررسی قرار داده‌اند و گروه پرینستون از زیرکن‌ها که در بین جریان‌های گدازه رسوب انباشته می‌شوند، استفاده کردند و از آنجایی‌که مشخص نیست زیرکن‌ها از کجا آمده‌اند بنابراین این تاریخ‌ها تنها حداکثر سن برای جریان‌ گدازه‌ها را مشخص می‌کند.