Zkáza posledních mexických dinosaurů

…aneb Co provedla impaktní megatsunami

Globální katastrofa, způsobená dopadem planetky Chicxulub před 66 miliony let, bývá modelována a líčena různým způsobem. V žádné interpretaci událostí nicméně nechybí efektní fyzikální projevy typu obří expandující „koule“ rozžhaveného materiálu, smrtonosného roje vymrštěných tektitů, extrémně silné rázové vlny, neuvěřitelně silného zemětřesení a v neposlední řadě i gigantické megatsunami, valící se světovými oceány a pobřežími.[1] Nejhorší zkáza se musela odehrát přibližně v okruhu 2000 kilometrů od místa dopadu, kterým je současný severní cíp poloostrova Yucatán v Mexickém zálivu.[2] Je jisté, že dinosauři, žijící v té době na území budoucího Mexika, neměli příliš velkou šanci průvodní jevy dopadu přežít (planetka dopadla pravděpodobně pod úhlem 30° z jihovýchodu, proto většina uvolněné energie směřovala na jižní část Laramidie, dnes západní část Severní Ameriky).[3] Živé bytosti zde stály v cestě několika vlnám zkázy, zemětřesení o síle 10 až 11 stupňů na Richterově škále (což odpovídá zemětřesným vlnám o amplitudě přes 15 metrů do vzdálenosti 1000 km od středu kráteru), „horkému větru“ řítícímu se rychlostí mnoha stovek kilometrů za hodinu nebo třeba do nižších vrstev atmosféry vstupujícím sférulím, zahřívajícím okolní vzduch při povrchu až na víc než 400 °C.[4] Infračervená radiace zahubila jakéhokoliv tvora, neschopného najít na dobu několik kritických minut až hodin ochranu v podobě podzemních nor, skulin ve skalách či stromech nebo se nedokázali potopit pod vodní hladinu. Už toto byla nepředstavitelná zkáza. Ale v chodu byla ještě další vlna destrukce, pomalejší a mnohem důkladnější. Proto-Karibikem se již totiž pohybovala hora vody o výšce možná přes 300 metrů, která se hnala všemi směry, mimo jiné i k pobřeží Laramidie. Důkazy o tom máme například z lokality pánve La Popa na území severovýchodního Mexika.[5]

———

Mapa Mexického zálivu a Karibiku. Právě tato oblast byla před 66 miliony let zdaleka nejsilněji zasažena fyzikálními efekty dopadu planetky Chicxulub. Pohřbený kráter dnes leží zčásti pod horním cípem poloostrova Yucatán. Kredit: GLOBE/ETOPO1, Wikipedie (CC BY-SA 4.0)

———

La Popa poskytuje vědcům trojrozměrný kontinuální sled uloženin z kritického období na rozhraní křídy a paleocénu. Nachází se ve vzdálenosti asi 700 až 1000 kilometrů od středu pohřbeného kráteru Chicxulub (40 km severovýchodně od města Monterrey ve státě Nuevo Léon) a zdejší až deset metrů mocné vrstvy představují sekvenci chaoticky uložených hornin prostřednictvím mohutné impaktní tsunami. V roce 2007 až 2009 zde probíhal podrobný geologický výzkum a mapování celé oblasti, které výrazně zpřesnil naše povědomí o podobě tohoto místa v době končící křídy a poučil nás o účincích, jaké měl mohutný dopad na celou tuto oblast. Podle sedimentologického rozboru se tehdy jednalo o nízko položenou příbřežní oblast, která byla následně zdevastována prostřednictvím megatsunami. Mezi nejzajímavější objevy však patří fosilie rostlin, bezobratlých i obratlovců, které jsou přímo uloženy v tsunamitech a nepochybně tak patřily organismům, které ke své smůle existovaly právě v době tohoto velkolepého divadla (jak ostatně v roce 2016 ukázal i nečekaný objev z Montany).[6] Zmíněné zkameněliny zahrnují fosilní řasy, zkamenělé dřevo stromů, dírkonošce, měkkýše, mechovky i ostnokožce. Z fosilií obratlovců jsou pak k dispozici obratle a zuby mosasaurů a zároveň fosilie údajných dinosaurů. Popisná studie z roku 2011 poskytuje několik snímků makrofosilií z La Popa, zobrazený zub ale nemusí patřit teropodnímu dinosaurovi (ve hře jsou i krokodýli, další mosasauři nebo mořské ryby). Protože zatím nejsou k dispozici přesnější výsledky výzkumu zkamenělin z této lokality, nemáme jistotu, zda skutečně šlo o dinosauří fosilie. Autoři studie však s vysokou mírou jistoty tvrdí, že dinosauři zde v době impaktu stále žili a navíc i to, že tsunami smetla veškerý život nejen v pobřežních oblastech a říčních deltách, ale i hluboko ve vnitrozemí na rozsáhlých přímořských nížinách.

———

Jedním z posledních tvorů, kteří mohli zažít dopad planetky na vlastní šupinatou kůži, byli draví mořští plazi mosasauři (zde kostra druhu Mosasaurus hoffmannii). Jejich obratle byly totiž objeveny přímo ve vrstvě tsunamitů, vzniklé po impaktu. Kredit: Ghedoghedo, Wikipedie (CC BY-SA 3.0)

———

Zajímavé je rovněž zjištění, že pohyb vodní masy skutečně probíhal ve směru jihovýchod – severozápad, což odpovídá poznatkům o směru přilétající planetky a úhlu jejího dopadu. Výsledný scénář předpokládá, že tsunami se pohybovala průměrnou rychlostí asi 200 m/s (720 km/h), zatímco balistické šíření vyvrženin probíhalo při mnohem vyšších rychlostech kolem 2500 m/s (9000 km/h).[7] V době příchodu obřích vln tak již byl povrch oblasti La Popa (v podobě příbřežních oblastí i dna mělkého moře) pokryt souvislým spadem sférulí (což odpovídá sedimentologickému zjištění). Ukazuje se také, že k ukládání vrstvy sférulí a vrstev souvisejících s tsunami došlo z geologického hlediska ve velmi krátké době, v podstatě okamžitě. Přítomnost sedimentačních deformací a horninové likvefakce (zkapalnění či změknutí) také dokládá, že oblastí se ještě před dopadem sférulí prohnalo velmi silné zemětřesení, které zde vyvolalo mohutné povrchové seismické vlny. Zemětřesné S-vlny dorazily do této oblasti asi 15 až 20 minut po dopadu, zatímco tsunami se objevila přibližně o 45 minut později. Potvrzuje se také scénář, že se oblastí ve směru od jihovýchodu prohnalo až osm jednotlivých vln v rámci impaktní megatsunami. K dalším zjištěním zmíněného výzkumu patří přímá souvislost mezi vrstvami sférulí a sedimenty z hranice K-Pg, stejně jako potvrzení podobného druhu depozice na dalších zhruba padesáti lokalitách s hraničními sedimenty v Mexickém zálivu i jinde ve světě. Ty v podstatě potvrzují, že se jednalo o jednu jedinou velmi závažnou událost, která zanechala své nesmazatelné stopy po celém světě. Jde tedy o další z mnoha dokladů o významu této události, která před 66,0 miliony let[8] změnila směr vývoje rozvinutého života na Zemi jednou provždy.

———

Stromy pokácené rázovou vlnou po explozi planetky nad oblastí sibiřské říčky Tungusky roku 1908. Množství uvolněné energie při této události je téměř nepředstavitelné, přesto jde ale o pouhý slabý vánek proti apokalypse, která nastala na konci křídy. Kredit: Snímek Leonida Kulika, Wikipedie (volné dílo)

———

Short English Summary: The La Popa Basin in north-eastern Mexico features outstanding, continuous three-dimensional exposures of the Cretaceous–Palaeogene boundary event deposit. This site belongs among those of the uppermost importance for the ongoing K-Pg extinction research.

———

Odkazy:

http://www.geo.vu.nl/~smit/mexico/lapopa.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Cretaceous%E2%80%93Paleogene_extinction_event

http://www.chicxulubcrater.org/

http://gsa.confex.com/gsa/2017AM/webprogram/Session43180.html

———

[1] Matsui, T., Imamura, F., Tajika, E., Nakano, Y., Fujisawa, Y. (2002). Generation and propagation of a tsunami from the Cretaceous– Tertiary impact event. In: Koeberl, C., MacLeod, K.G. (Eds.), Catastrophic Events and Mass Extinctions: Impacts and Beyond. Special Paper, 356. Geological Society of America, Boulder, CO, str. 69–77.

[2] Toon, O. B., et al. (1997). Environmental perturbations caused by the impacts of asteroids and comets. Rev. Geophys. 35: 41–78. (Oblast zcela zničená rázovou vlnou mohla mít podle výpočtů v závislosti na místních podmínkách poloměr asi 900 až 1800 kilometrů.)

[3] Schultz, P. H., D´Hondt S. (1996). Cretaceous-Tertiary (Chicxulub) impact angle and its consequences. Geological Society of America, 45 (7).

[4] Melosh, H. J. (1990). Reentry of fast ejecta: The global effects of large impacts [abs.]. Eos (Transactions, American Geophysical Union), 71: 1429.

[5] Schulte, P. et al. (2011). Tsunami backwash deposits with Chicxulub impact ejecta and dinosaur remains from the Cretaceous–Palaeogene boundary in the La Popa Basin, Mexico. Sedimentology, 59 (3), str. 737–765.

[6] DePalma R. A. (2016). Tsunamigenic record of the Chicxulub impact in the Hell Creek formation, North America. GSA Annual Meeting in Denver, Colorado (2016), ústní prezentace.

[7] Artemieva, N. and Morgan, J. (2009). Modeling the formation of the K-Pg boundary layer. Icarus, 201: 768–780.

[8] Renne, Paul R. et al. (2013). Time Scales of Critical Events Around the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science. 339 (6120): 684–687. doi:10.1126/science.1230492

———