Jak byl objeven kráter Chicxulub (druhá část)

…aneb Podivný útvar z Mexického zálivu

Je paradoxním faktem, že hluboko pohřbený kráter Chicxulub byl vlastně objeven již na počátku 50. let minulého století, kdy v oblasti Mexického zálivu začala provádět výzkumné vrty státní mexická naftařská společnost Pemex (Petróleos Mexicanos). V roce 1938 vykázal mexický prezident Lázaro Cárdenas (1895 – 1970) všechny zahraniční naftařské společnosti ze země a hrdé, nezávislé Mexiko založilo vlastního ropného giganta. Pemex pak dlouho držel všechny podrobnosti o podloží Mexického zálivu v tajnosti. Kruhovité útvary a další neobvyklé struktury jsou pro ropné společnosti potenciálně velmi atraktivní, protože často ukrývají cenné nerostné suroviny. Pemex tedy v 50. letech minulého století nechal vyvrtat nad Yucatánskou strukturou šest hlubokých sond, výsledkem výzkumu byl ale zklamán. Když totiž vrty prorazily stovky metrů vápence a dalších sedimentů, dostaly se v hloubce kolem 1500 metrů do podloží krystalických hornin, které poté geologové Pemexu označili za sopečnou horninu andezit. Pro povolané vědce představovala kruhová struktura jenom jednu z dalších pohřbených sopečných kalder. V této době ještě téměř nikdo na světě nedokázal rozpoznat impaktem roztavené horniny. V 60. letech byly provedeny další vrtné sondy, ale jejich výsledek v podstatě jen potvrdil ten předchozí. Opět bylo pátrání uzavřeno s tím, že jde o obří sopečnou kalderu. Pouze jeden geolog jménem Robert Baltosser usoudil na základě dat z gravitačního měření, že by se mohlo jednat o dopadový kráter. Jeho odvážný názor však tehdy velký ohlas nevzbudil.[1] A tak se čekalo až na konec dalšího desetiletí, než přišly další podrobnější výsledky. Americký konzultant Pemexu Glen Penfield prováděl v roce 1978 letecký průzkum magnetismu zmíněného útvaru. Zaujala ho přitom silná magnetická anomálie ve středu kruhového (či ringového nebo prstencového) útvaru o průměru kolem 60 kilometrů. Naopak vnější perimetr obří struktury vykazoval malou míru magnetismu a stanovil průměr struktury zhruba na 180 kilometrů. Mohl být střed s vysokým magnetismem centrální impaktní taveninou a obvodová část s nízkými hodnotami magnetismu naopak impaktní brekcií? Jinými slovy, byl kráter spojený s vyhynutím druhohorních dinosaurů konečně objeven?

———

A painting depicting the astroid impacting Earth, creating the Chicxulub crater

Dnes již slavné zpodobnění srážky planetky se Zemí na konci křídy, vytvořené výtvarníkem Donaldem E. Davisem v roce 1994. Působivou atmosféru této ilustrace kazí pouze ptakoještěři v popředí, patřící k vývojové linii příbuzné pteranodonům. Nedávné objevy z Maroka sice ukazují, že i tato vývojová větev pterosaurů na konci křídy stále existovala, vhodnějším výběrem by však přesto byli například zástupci skupiny Azhdarchoidea. Kredit: Donald D. Davis; Wikipedia (volné dílo)

———

Všechno se tomu zdálo nasvědčovat. Také gravitační data ukazovala, že na severu Yucatánského poloostrova v centru struktury stoupla hodnota tíhového zrychlení o několik miligalů, zatímco v okolí vnějšího kruhu bylo možné naměřit negativní anomálii dvaceti miligalů (gravimetrická měření později odhalila, že anomálie zemského tíhového pole zde překonává hodnotu 40 miligalů).[2] Glen Penfield si byl jistý, že má před sebou skutečný dopadový kráter, pohřbený hluboko pod zemí. Již dva roky před publikováním impaktní teorie Alvarezova týmu tak byl vlastně kráter identifikován, nikdo o tom ale zatím neměl tušení. Pemex si své strategické údaje hlídal, a tak Penfield byl zpočátku vázán mlčením a nesměl žádná data publikovat. Přesto mu bylo naftařskou společností povoleno, aby spolu s mexickým geologem Antoniem Camargem Zanoguerou (nar. 1940) prezentoval formálně výsledky svého zjištění. Učinil tak na každoročním mítinku Společnosti explorativních geofyziků (Society of Exploration Geophysicists), který se roku 1981 konal v Los Angeles.[3] Oba vědci byli natolik odvážní, že zde již dokonce vyslovili domněnku o možném spojení mezi mexickým kráterem a vyhynutím dinosaurů! Přesto tato přednáška spolu s krátkým výtahem publikovaným v programu mítinku[4] ještě nezpůsobila velký poprask, ba dokonce zůstala z větší části nepovšimnuta. Ve stejné době se totiž konala jiná vědecká konference, které se účastnila většina tehdejších „impaktologů“ a navíc ne každý byl ochoten naslouchat zatím neověřeným domněnkám dvou v podstatě neznámých geologů. Zdaleka ne všichni ale nechali tuto novinku zcela bez povšimnutí.

———

Mezi novináři, kteří šířili tuto zprávu nejvíce a nejdůsledněji, byl i Nathan Carlos Byars (1936 – 2016) z periodika Houston Chronicle, který byl na konferenci přítomen, a zpráva o kráteru ho velmi zaujala. Díky němu se dokonce dostala na přední stranu zmíněných novin, a to s datem 13. prosince 1981.[5] Byars v článku, vedeném jako rozhovor s oběma objeviteli kráteru, opět vyzvedává zejména možnou souvislost mezi kráterem v Mexiku a vyhynutím dinosaurů. V březnu roku 1982 se pak článek s přehledem Penfieldových a Camargových zjištění objevil i v odbornějším astronomickém periodiku Sky and Telescope.[6] Tento text už samozřejmě nemohl ujít ani pozornosti některých impaktistů, a to včetně samotného Waltera Alvareze. Přesto článek nikdo nebral příliš vážně. Podobných údajných „zbraní, jimž se ještě kouří od hlavně“ v případu vyhlazení dinosaurů už tu přece bylo víc. Geolog Alvarez se zpočátku skutečně zajímal o možnost prozkoumat kráter osobně, když se ale dozvěděl, že nejsou k dispozici žádné vzorky z vrtných jader, zájem ho rychle opustil. Na osobní dopis od Glena Penfielda prý dokonce nikdy neodpověděl. Jak Byars, tak i Penfield nicméně pokračovali v rozesílání informací o svém zjištění a byli ochotni sdělit je komukoliv, kdo měl zájem jim naslouchat. Až v roce 1990 ale padlo toto snažení na úrodnou půdu. Tehdy se Alan Hildebrand setkal osobně s Penfieldem, jehož zprávu si předtím i na Byarsův popud přečetl. Seznámil se přitom také podrobně s geologií Yucatánského poloostrova, což ho ještě více utvrdilo v domnění, že je na správné stopě. Stačilo už udělat jen onen pověstný poslední krok.

———

Nebylo ale možné posunout se dál bez získání původních vzorků vrtných jader z 50. a 60. let. Hildebrand byl naštěstí schopen několik jich dohledat na Univerzitě v New Orleans. S pomocí Penfielda tak získal několik vzorků z vrtu Yucatán-2, který se ovšem nacházel mimo perimetr předpokládaného kráteru. Hornina pocházela z hloubky 1200 až 1300 metrů a představovala rozdrcenou a promíchanou impaktní brekcii, zahrnující také velká centimetrová zrna šokového křemene. Hildebrand ihned usoudil, že se jedná o pozůstatek impaktních vyvrženin, vyhozených po dopadu z kráteru. Ale to nestačilo. Vědec získal také díky pomoci Antonia Camarga vzorky přímo z vrtné jámy Yucatán-6, která se již nacházela v perimetru kráteru. Opět se zde objevily tektity a šokem přeměněná zrna minerálů. Vzorky z dalších vrtů již nebyly k dispozici (podle neověřených zpráv snad měly zaniknout při jakémsi záhadném požáru skladiště), naštěstí se ale zachovaly písemné údaje.[7] Z těch vyplývá, že například ve středovém vrtu C-1 byl u dna objeven příkrov impaktní taveniny o tloušťce stovek metrů, což odpovídalo situaci předpokládané například u mimozemských impaktů velké intenzity. Ze získaných údajů bylo možné podrobně rekonstruovat i virtuální průřez kráterem, který se rovněž dobře shodoval s předpokládanou situací u komplexní struktury o průměru kolem 180 kilometrů. Alan Hildebrand tehdy definitivně přestal sledovat jiné kandidáty a zaměřil svoji pozornost cele k mexickému astroblému. Byl si jistý, že tentokrát už má toho pravého.

———

Mnoho vědců ale zůstávalo nepřesvědčených. Hildebrand byl teprve student, který ještě neměl vybudovanou dostatečně silnou reputaci a navíc mnoho amerických „impaktistů“ by raději vidělo jako hlavního podezřelého kráter Manson (který byl jako možný kandidát definitivně vyřazen až roku 1993). Krátkou zprávu o svém zjištění publikoval Alan Hildebrand roku 1990 ve vědeckém periodiku EOS, tehdy ale nevzbudila velkou odezvu.[8] Plnohodnotnou zprávu sepsal spolu s Williamem Boyntonem, dále geofyziky Markem Pilkingtonem a Davidem Kringem a pochopitelně i Glenem Penfieldem a Antoniem Camargem. V květnu roku 1990 zaslali studii do periodika Nature, ale otištění jim bylo zamítnuto. Teprve po oznámení objevu třetiny šokem přeměněných zrn živců a křemene ve vzorcích z mexického kráteru byl jejich článek přijat a publikován periodikem Geology v září 1991.[9] Od tohoto okamžiku už nebylo cesty zpět. Vědecký svět se dozvěděl o existenci obřího kráteru z konce křídy a začal se učit vyslovovat jeho krkolomné jméno: Chicxulub (čti Čikšulub). Tento název byl Hildebrandem a jeho týmem zvolen podle příbřežního městečka Chicxulub Puerto, nacházejícího se v blízkosti pomyslného geometrického středu kráteru. Právě v okolí tohoto pětitisícového města byly navíc získány jedny z prvních vrtných vzorků původního dna kráteru. V Mayštině znamená slovo Chicxulub přibližně cosi jako „ďáblův ocas“ nebo „ďáblovy spáry“ (jsou ale uváděny i mnohé jiné, méně přiléhavé významy, a to včetně „ďáblovy blechy“ či „klíštěte“, „místa nevěry“ apod.), což je pro obří kráter poměrně přiléhavé. Další legenda byla každopádně na světě a jeden z vůbec nejstarších příběhů, spojených nejen s našimi biologickými dějinami, mohl začít být vyprávěn.

———

Po publikování zprávy o objevu kráteru v periodikách EOS a zejména pak Geology se věci daly konečně do pohybu. O pohřbenou kruhovou strukturu se začalo zajímat množství odborníků z různých oborů, kteří chtěli nezávislými metodami ověřit pravdivost Hildebrandových vývodů. Nechyběli mezi nimi i tací, kteří by autentičnost, původ nebo stáří kráteru rádi zpochybnili, ale i tento přístup je pro výzkum cenný. Mezi prvními, kteří se dali do výzkumu, byli odborníci na techniku dálkového průzkumu Země Kevin Pope, Adriana Ocampová a Charles Duller. Tato trojice oznámila, že dokáže rozeznat obrys části kráteru jen na základě satelitních snímků, a to díky množství přírodních vodních nádrží, které se vyskytují v okolí jeho vnějšího okraje.[10] Zmíněné vodní nádrže se nazývají cenoty a jedná se vlastně o závrty krasového původu, mající podobu jam, zaplavených vodou.[11] Těchto útvarů je na Yucatánu velké množství a patří dokonce k místním turistickým atrakcím. Vyhledávají je například také potápěči.[12] O jejich spojení s dávnou katastrofou však neměl nikdo až donedávna nejmenší tušení. Typicky mají cenoty průměr několik stovek metrů a hloubku několik desítek metrů. V okolí hlavního města státu Yucatán Mérida se nachází jakýsi ohromný půlkruh cenot v šířce přibližně 80 kilometrů. Jedna z teorií o jejich vzniku spatřuje možný původ těchto krasových útvarů ve valovém zlomu za obvodem kráteru.[13] Ten narušuje průtok podzemní vody a způsobuje, že hladina nakonec vystoupí až k povrchu. Ve vápencové mase při povrchu pak voda postupně vytvoří dutiny, které nekončí s pobřežní hranicí, ale zasahují i do šelfového moře, kde vytvářejí na hladině pozoruhodné tepelné anomálie. Ty dobře znají místní rybáři, kteří tyto jevy už odedávna nazývají ojos de agua – „vodní oči“ (na kalnější hladině se totiž objevují kola křišťálově čisté vody). Prostřednictvím cenotů tak o sobě dávno pohřbený kráter dává vědět i dnes.

———

Na počátku 90. let už byla impaktní teorie v podstatě plně ustavenou a důkazy dobře podloženou teorií, jejíchž vědeckých odpůrců rapidně ubývalo (je jistě škoda, že se této chvíle nedočkal Luis Alvarez, který zemřel roku 1988). Přesto ale zbývala nejistota ohledně souvislosti kráteru a iridiové vrstvičky. Dopad velkého tělesa na konci křídy do oblasti současného Mexického zálivu byl nezpochybnitelný fakt. Opravdu ale bylo právě při této události vyvrženo ohromné množství impaktního materiálu, které mimo jiné vedlo i ke vzniku jílové vrstvičky obohacené iridiem? Ne všichni si tím byli zcela jisti. A tak v roce 1992 tým dvanácti vědců pod vedením odborníka na radiometrické datování metodou argon-argon Carla C. Swishera provedl první přesné datování vzorků z vrtných jader kráteru (jednalo se o trojici kuliček impaktního skla z vrtu C-1) a porovnal je s údajem o stáří sférulí z Haiti. Tři nezávislá měření pro tři vzorky skla z kráteru poskytla údaje 64,94 (± 0,11); 64,97 (± 0,07) a 65,00 (± 0,08) milionu let. Zprůměrovaný výsledek tedy činil 64,98 (± 0,05) milionu let.[14] Haitské sférule byly posléze datovány na 65,01 (± 0,08) milionu roků, což bylo v dokonalé shodě se stářím kráteru! Tyto údaje brzy potvrdily i další studie popisující nezávislá datování.[15] Nyní již nebylo žádných pochyb – kráter a vrstva K-Pg byly nejen chemicky, ale i časově nerozlišitelné. Mohlo by se zdát, že prakticky všechny námitky oponentů musely být tímto zjištěním rozptýleny, to by však byla mýlka.

———

Je pravdou, že někteří dosud ještě nerozhodnutí vědci se pod tíhou nových důkazů skutečně přiklonili definitivně na stranu Chicxulubu coby impaktního kráteru spojeného s událostí K-Pg. Například Virgil Sharpton z Houstonského Měsíčního a planetárního institutu začal postupně nazývat mexický kráter „dosud kouřící zbraní“ v případě výzkumu vymírání K-Pg. V této době navíc přišel další nezávislý důkaz v podobě radiochronologického datování šokem přeměněného zirkonu, tedy vlastně součásti vyvrženin z tak vzdálených oblastí, jako bylo Colorado nebo Saskatchewan.[16] Opět se potvrdilo stáří 65 milionů let, což v podstatě učinilo Chicxulub definitivně jediným vážným kandidátem mezi všemi krátery. Potvrdilo se to i na začátku roku 1994, kdy proti impaktnímu původu Chicxulubu opět vystoupil geolog a bývalý průmyslový seismolog Charles Officer spolu se dvěma kolegy (včetně Arthura Meyerhoffa, který byl konzultantem Pemexu při provádění vrtů v 60. letech). Officer přišel s tvrzením, že spíše než impaktní kráter je Chicxulub pozůstatkem sopečné činnosti, která vytvořila jak vrstvy metamorfovaných hornin, tak i domnělé ukazatele dopadu (za pomoci explozivních erupcí).[17] Na této epizodě je zajímavá pouze reakce „impaktistů“, kteří nejenže neuznali potřebu jakékoliv další debaty, ale mnozí se dokonce divili, že tak seriózní periodikum jako je Geology tento příspěvek vůbec publikovalo. Když se pak o dva měsíce později konalo sympózium v Houstonu, Walter Alvarez mohl ohlásit jakési pomyslné vítězství impaktní teorie nad všemi konkurenčními myšlenkami.[18]

———

V posledních dvou desetiletích se vědci začali zabývat také otázkou původu planetky, která se před 66 miliony let srazila se Zemí a vytvořila tak impaktní kráter Chicxulub. Pravděpodobně se jednalo o uhlíkatý chondrit (typ C), možná ale také o zástupce typu S, jakým je i na snímku zobrazený asteroid Ida 243. Těleso bylo pravděpodobně velmi tmavé a pro obyvatele končící křídy tak mohlo být až do posledních několika sekund před dopadem zcela neviditelné. Kredit: NASA/JPL; Wikipedia (volné dílo)

———

Chicxulubský kráter byl na jednu stranu pro vědce požehnáním, protože byl na své stáří velmi dobře zachovaný a nabízel tedy možnost detailního výzkumu. Na druhou stranu byl ale problém v tom, že je už dávno pohřben pod kilometrovou vrstvou sedimentů. To ale nikoho neodradilo, a tak není divu, že v první polovině 90. let začali mnozí američtí a kanadští vědci navazovat úzké kontakty a spolupráci s mexickými kolegy, na jejichž vlastním „dvorečku“ se kráter nacházel. Mezitím přišla v roce 1993 další rána pro Officera. Joel Blum ze stejné instituce v Dartmouth College (New Hampshire) spolu s týmem šesti dalších vědců publikoval studii, ve které popsal výsledky provedené izotopové analýzy přetavené horniny z kráteru (vrt C-1) a zároveň stejné analýzy haitských sférulí z hranice K-Pg. Izotopové složení bylo u obou vzorků zcela identické, což opět potvrdilo jasnou souvislost mezi kráterem a vyvrženinami z vrstev K-Pg.[19] V roce 1993 se tak v Dartmouthu odehrála vášnivá interní debata, známá jako „Darthmouth Dead Dino Debate“ mezi „anti-impaktistou“ Officerem a „přesvědčeným“ Blumem. Další výzkumy z této doby například potvrdily původní závěry, že třetina všech minerálů v kráterové brekcii je skutečně šokově metamorfovaná[20], nebo nade všechnu pochybnost prokázaly, že k vytvoření některých minerálů bylo zapotřebí neuvěřitelného tlaku 20 GPa. Mezitím se však znovu rozběhlo i pátrání po nových lokalitách v Mexickém zálivu a jeho blízkém okolí.[21] Dvě pod vodou se nacházející lokality ve vzdálenosti asi 500 kilometrů od místa dopadu byly objeveny mezi Yucatánem a Floridou. Dva až tři metry silná vrstva pískovce z konce křídy zde obsahovala všechny průvodní znaky impaktu a svědčila i o gigantických tsunami. Rovněž třímetrová vrstva pískovce pak byla identifikována také na pevnině, v severovýchodním Mexiku. V provinciích Tamaulipas a Nuevo León se tato vrstva táhla do vzdálenosti stovek kilometrů a místy byla dobře přístupná. Zejména v lokalitách zvaných La Lajilla, Arroyo el Mimbral[22], El Mulato, El Peñon, Rancho Nuevo a Cuauhtémoc vykazovaly horniny jasný impaktní původ[23]. Byla zde jak vrstva s impaktními sférulemi a šokovými zrny, tak i vápencové vrstvy plné organických úlomků a zbytků (doklad o tsunami) a nakonec také vrstva jemnějšího jílu bohatá na iridium a známky turbiditních proudů[24]. Tyto poznatky pomohly ve vytvoření lepší představy o děsivých záplavách a vzedmutých tsunami po impaktu, stejně jako ve stanovení přesnějšího místa dopadu metodou triangulace. To bylo nikoliv překvapivě lokalizováno na severu Yucatánského poloostrova, tedy přesně do místa, kde skutečně leží kráter Chicxulub. Jeho velikost byla mimochodem rovněž potvrzena gravimetrickými měřeními na zhruba 180 kilometrů. Bylo také odhadnuto, že v momentě impaktu si asteroid prorazil prvotní dutinu o šířce asi 90 kilometrů a hloubce až 30 kilometrů. Přesná velikost kráteru se ale rovněž stala předmětem spekulací a učených sporů.

———

Průměr zhruba 180 kilometrů (stanovený již Alanem Hildebrandem a Markem Pilkingtonem) odpovídal nejlépe gravitačním a magnetickým průzkumům, seismickému profilování, stratigrafii vrtných jader, tloušťce „závoje“ vyvrženin i množství iridia rozprášeného po celém světě. Přesto se po roce 1993 objevily hned dvě studie, které přišly s odhadem větších rozměrů. Kevin Pope s kolegy navrhoval šířku 240 kilometrů[25], Virgil Sharpton se svým týmem dokonce 280 kilometrů[26]. Vzhledem k tomu, že s navýšenými rozměry kráteru výrazně stoupá množství vypočítané uvolněné destruktivní energie, je třeba brát tyto odhady jako významný příspěvek do debaty o povaze impaktní události i vymírání na konci křídy. V případě správnosti vyššího odhadu by byl Chicxulub druhým největším známým kráterem na povrchu Země, jen těsně za jihoafrickým astroblémem Vredefort. Oba vědecké týmy v podstatě přehodnotily předpokládaný tvar vnějšího okraje kráteru a došly k přesvědčení, že se jedná pouze o jeden z vnitřních okrajů terasových valů. Celkový rozměr kráteru jim proto vyšel podstatně vyšší. Sharpton se později na základě dalších gravitačních měření identifikovaných prstenců domníval, že Chicxulub má šířku 300 nebo dokonce i 400 kilometrů, což už by tuto strukturu zařadilo s předstihem na první místo mezi všemi rozeznanými pozemskými krátery![27] Sám Hildebrand ale neshledal Sharptonova zjištění pravdivými. Kráter znovu přezkoumal za pomoci důmyslných zobrazovacích metod a původní rozměr 180 kilometrů potvrdil.[28] V srpnu roku 1995 se jeho gravitační mapa Chicxulubu dokonce objevila na titulní straně periodika Nature.[29] Přesný rozměr kráteru však zůstává dodnes nevyřešenou otázkou, stejně jako jeho původní hloubka (odhadovaná obvykle na 15 až 25 kilometrů).

———

Výzkumy kráteru, vrstvy K-Pg i nových lokalit nejpozdnějšího křídového stáří během 90. let nadále pokračovaly, tentokrát již v obecně příznivějším duchu. Impaktní teorie se stala pevně zakotveným bodem v jakýchkoliv debatách o vymírání na konci křídy. Na okraji kráteru se začalo díky mezinárodní spolupráci Američanů a Mexičanů opět vrtat pro nové vzorky, například na jaře roku 1994 a pak i později. V roce 1996 kroužila nad kráterem při hladině i dvojice výzkumných lodí Longhorn a GECO Sigma, pořizující magnetická a seismometrická měření, která výrazně zpřesnila tvar mořského dna nad kráterem i samotnou topografii kráteru. Mimo jiné z výzkumu vyplynulo, že celá struktura může být skutečně o trochu větší, její celkový průměr možná činil 185 až 195 kilometrů nebo ještě o trochu více. V roce 1996 byl Adrianou Ocampovou, Kevinem Popem a Alfredem Fischerem publikován objev lokality s impaktními sedimenty dosud nejbližší samotnému kráteru, a sice na ostrově Albion v Belize (zhruba 360 kilometrů od kráteru Chicxulub). Na místě objevili masivní vrstvu impaktních vyvrženin o mocnosti asi 15 metrů, přičemž některé z uložených kamenů zde dosahují velikosti automobilu.[30] Na tomto místě mimochodem probíhá výzkum dodnes.[31] O rok později objevil materiál vyvržený impaktem v hlubinném vrtu tým vědců na lodi JOIDES Resolution. Toto plavidlo Spojené oceánografické instituce pro hlubinné vzorkování provedlo vrtný průzkum 480 kilometrů od pobřeží Floridy, přičemž došlo k dalšímu potvrzení masivního impaktu v oblasti Mexického zálivu. Oblast kráteru byla také znovu mapována ze vzduchu v rámci projektu geofyzikálních měření Centra pro výzkum věd o Zemi v Postupimi (GFZ). Na kráter si ale „posvítil“ také vrtný projekt ICDP (International Continental Scientific Drilling Program).[32] Walteru Alvarezovi a jeho spolupracovníkům se navíc podařilo vysvětlit anomálii v rozložení impaktních vyvrženin, kterých bylo mnohem více v jádrech vrtů z Tichého oceánu (západně od místa dopadu) než směrem na východ od kráteru. Řešení spočívalo v dynamice pohybu naší planety, která se pod vyvrženým materiálem poměrně rychle otáčí. Výsledkem počítačových animací a propočtů byl dopad materiálu více západně od místa, kam původně tato „vystřelená“ masa mířila, a to v dobré shodě s pozorovanými výsledky ve vrtných vzorcích i v geologickém záznamu na pevnině.[33]

———

Jak uvádí sám Walter Alvarez ve své knize T. rex and the Crater of Doom („T. rex a kráter zkázy“) z roku 1997, k datu jejího vydání již o obřím impaktu a jeho důsledcích pro život na Zemi prakticky nikdo významně nepochyboval. Nabízí se zde srovnání s teorií deskové tektoniky, která v průběhu 20. století rovněž změnila pohled geologů na pozemské dění v posledních stovkách milionů let. Přesto je zde jeden významný rozdíl – zatímco důkazy pro deskovou tektoniku jsou (když už víme, kde je hledat) prakticky všudypřítomné, důkazy o obřích impaktech jsou i dnes stále velmi vzácné a obtížně se hledají. Přesto se situace i v této oblasti zlepšuje, vždyť v současnosti již známe zhruba dvojnásobný počet pozemských impaktních kráterů oproti době, kdy byla publikována teorie Luise Alvareze a jeho týmu. Chápeme lépe dynamiku impaktů, pozorujeme čerstvé krátery na jiných tělesech sluneční soustavy a víme již dobře, jaké geochemické a geofyzikální doklady těchto událostí máme v horninách hledat. Ačkoliv ani dnes drtivá většina paleontologů nesouhlasí s odvážnou (a nejspíš zcela mylnou) domněnkou, že by všechna velká vymírání mohla souviset s impakty kosmických těles, je téměř jisté, že vznik kráteru Chicxulub nebyl ani poslední, ani tou nejdramatičtější událostí svého druhu. Ještě mnohem větší a intenzivnější srážky probíhaly zejména v pradávné minulosti Země před řádově miliardami let[34], ale masivní impakty spojené přinejmenším s regionálními vymíráními dobře pamatuje ještě i doba neogénu, tedy ona „mladší“ část éry savců[35].

———

Po roce 2000 významně přibývá množství dalších údajů, a to doslova ze všech směrů a mnoha vědních oborů, které se do zkoumání dopadu na konci křídy zapojily. Jejich výčet už by tak byl pro účely tohoto článku příliš obsáhlý a zdlouhavý. Proto snad jen v krátkosti a nutně výběrově – kráter byl například roku 2003 poprvé podrobně snímkován raketoplánem z oběžné dráhy (přičemž byl potvrzen impaktní původ struktury a podpořeno dřívější podezření, že její průměr výrazně přesahuje 200 kilometrů)[36], po roce 2015 byly objeveny nové lokality s doklady o dopadu (mikrosférule, impaktní tavenina, tsunamity) například poprvé v jihoamerických státech Kolumbii a Brazílii[37] (ale rovněž třeba v Kalifornii, Mexiku a Číně[38]), proběhly další výzkumy za pomoci nových vrtných sond (zejména na jaře roku 2016, výzkum získaných vrtných jader k roku 2022 stále probíhá a přinesl již mnohá zajímavá zjištění například o formování kráteru)[39] a v roce 2010 mezinárodní panel 41 vědců definitivně označil dopad asteroidu Chicxulub za hlavní příčinu vymírání na konci křídy a mexický kráter za jeho pozůstatek.[40] V Brazílii byly navíc v roce 2017 objeveny doklady o značně vysoké biodiverzitě dinosauřích populací v době relativně krátce před dopadem, což opět nasvědčuje rychlému a katastrofickému průběhu události K-Pg.[41] Ve stejném roce pak byly získány podobné údaje i pro titanosaurní sauropody na lokalitách v souvrství Yacoraite na území severozápadní Argentiny.[42]

———

V roce 2013 bylo zase významně zpřesněno datování této události metodou argon-argon a poprvé tak bylo demonstrováno, že vymírání K-Pg a dopad planetky spolu nepochybně časově přímo souvisí (obě události od sebe nedělí víc než 32 000 let, což je z geologického hlediska pouhý okamžik).[43] Ne každý ovšem zůstává zcela přesvědčen, jak vyplývá například z vyjádření „věčné“ skeptičky Gerty Kellerové, která s impaktní teorií ostře polemizuje již zhruba tři desítky let (spolu s kolegy Wolfgangem Stinnesbeckem, Thierrym Adattem a některými dalšími).[44] Mnozí paleontologové stále zastávají poměrně rezervované stanovisko, málokdo už dnes ale myšlenku impaktu jako jedné z příčin vymírání na konci křídy zcela odmítá. Většinou se v paleontologické komunitě objevují názory, že impakt byl jedním ze zatěžkávajících faktorů, přičemž výrazný pokles hladiny oceánů a silná vulkanická činnost byly těmi dalšími.[45] Výzkumy z přelomu druhého a třetího desetiletí tohoto století přinášejí další zpřesňující informace, a ačkoliv se objevují i odlišné interpretace událostí na konci křídy[46], většina publikovaných prací ještě více upevňuje pozici impaktu K-Pg jako stěžejního a nejvýznamnějšího činitele při masovém vymírání na konci křídy[47].

———

see caption

Schématický průřez pohřbeným impaktním kráterem Chicxulub. Dnes leží v průměrné hloubce několika stovek metrů pod nánosy mladších hornin z kenozoika. Jeho celkový průměr činí minimálně 180 kilometrů, možná ale také až o 80 km více. Hloubka této struktury pak činí až kolem 20 km, což představuje významnou část tloušťky zemské kůry. Kredit: Mikenorton; Wikipedia (CC BY-SA 4.0)

———

Pokračování v dalším článku (částečně převzato z autorovy knihy Poslední den druhohor, nakl. Vyšehrad, 2018).

———

[1] Nicméně mnozí historikové vědy a další badatelé si dnes neodpouštějí poznámku, že kráter Chicxulub nebyl ani Penfieldem na konci 70. let ani Hildebrandem na počátku 90. let (viz dále v textu) fakticky objeven, nýbrž pouze znovuobjeven. Sám Penfield se brzy po oficiálním oznámení objevu kráteru ohradil proti Hildebrandově formulaci, že v roce 1990 společně s ním kráter identifikoval. V dopise do periodika Natural History trval na svém prvenství s tím, že strukturu spolu s Antoniem Camargem objevil roku 1978 a jako impaktní kráter s možnou vazbou na události z konce křídy interpretoval při prezentaci na mítinku v roce 1981.

[2] Gal je starší jednotka zrychlení, která se dnes již příliš nepoužívá. Hodnota 1 galu je rovna 0,01 m/s2.

[3] Penfield, G. T. (1991). Pre-Alvarez Impact. Natural History. 6: 4.

[4] Penfield, G. T.; Camargo, Z. A. (1981). Definition of a major igneous zone in the central Yucatán platform with aeromagnetics and gravity. Society of Exploration Geophysicists Technical Program, Abstracts and Biographies 51: 37.

[5] Byars, C. (1981). Mexican Site May Be Link to Dinosaur´s Disappearance. Houston Chronicle. 1: 18.

[6] Possible Yucatán Impact Basin. Sky and Telescope. 63: 249-250.

[7] Při pátrání po dávno ztracených cenných vzorcích neváhal sám Glen Penfield prohledávat kupu prasečího hnoje a byl tak i zachycen na videozáznamu jednoho dokumentu. Později se nicméně ukázalo, že vzorky stále existují, pouze jsou schovány v depozitářích natolik důkladně, že je lze najít jen s velkou dávnou trpělivosti a nadšení. V roce 1991 dohledal původní vrtná jádra Pemexu mexický geolog José Manuel Grajales z instituce Mexican Petroleum Institute, výzkumné odnože Pemexu.

[8][8] Hildebrand, A. R.; Boynton, W. V. (1990). Locating the Cretaceous/Tertiary boundary impact crater(s). Eos (Transactions, American Geophysical Union). 71: 1424-1425.

[9] Hildebrand, A. R.; et al. (1991). Chicxulub Crater; a possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatan Peninsula, Mexico. Geology. 19 (9): 867-871.

[10] Pope, K. O.; et al. (1993). Surficial geology of the Chicxulub impact crater, Yucatán, Mexico. Earth, Moon and Planets. 63: 93-104.

[11] Cenoty jsou dnes vlastně jedinými objekty z celého kráteru viditelnými na povrchu. Jejich hustota kolísá od několika na kilometr až po několik kilometrů mezi jednotlivými cenotami. Prstenec cenot má střed v blízkosti Chicxulub Puerto a jeho délka činí asi 90 km. Představují zřejmě narušení či rozleptání vrstvy vápence nad kruhovými puklinami a zlomy souvisejícími s někdejším okrajem obřího kráteru.

[12] S hypotézou o možné impaktní příčině vzniku cenotů přišla Adriana Ocampová dokonce již v roce 1988 a mohla se tak stát faktickou objevitelkou kráteru Chicxulub tři roky před Alanem Hildebrandem a jeho týmem. Zajímavé také je, že podle zjištění této vědkyně má kráter v průměru měřit ve skutečnosti celých 260 kilometrů, což by jej činilo druhým největším identifikovaným kráterem na Zemi.

[13] Je třeba dodat, že cenoty jsou fakticky vertikální propasti se zatopeným dnem, typické pro mořské karbonátové plošiny v oblasti Karibiku a jeho okolí. Dnes jsou jejich ústí na suchu vlivem poklesu hladiny oceánů, tak tomu ale v průběhu kenozoika vždy nebylo. Koncentrace cenotů okolo kráteru kopíruje zlomy v podloží a jejich uspořádání je úzce spojeno s výskytem svislých domén cirkulace podzemní vody.

[14] Swisher, C. C.; et al. (1992). Coeval Ar40/Ar39 Ages of 65.0 Million Years Ago From the Chicxulub Crater Melt Rock and Cretaceous-Tertiary Boundary Tektites. Science. 257: 954-958.

[15] Haitské tektity byly také datovány na 64,5 (± 0,1) milionu let, zatímco živec z vrstvy K-Pg v Montaně vykázal stáří 64,6 (± 0,2) milionu let. Nezávislé datování haitských tektitů na Univerzitě v Michiganu vykázalo stáří 64,75 milionu let a konečně argon-argonová metoda datování impaktní taveniny z vrstvy K-Pg Virgilem „Buckem“ Sharptonem z Měsíčního a planetárního institutu (Lunar and Planetary institute) v Houstonu poskytlo údaj 65,2 (± 0,4) milionu let. Všechny tyto údaje jsou v pozoruhodné shodě.

[16] Krogh, T. E.; et al. (1993). U-Pg Ages of Single Shocked Zircons linking Distal K/T Ejecta to the Chicxulub Crater. Nature. 366: 731-734.

[17] Meyerhoff, A.; et al. (1994). Chicxulub structure – a volcanic sequence of Late Cretaceous age. Geology. 22: 3-4.

[18] Podle samotného Waltera Alvareze je zřejmě dobře, že kráter byl identifikován s desetiletým zpožděním (po objevu Penfieldem), protože díky tomu mohli zastánci impaktní teorie otestovat mnohem více domněnek a shromáždit mnohem větší důkazní podporu pro svá tvrzení, než by bylo třeba s identifikovaným impaktním kráterem v záloze.

[19] Blum, J. D.; et al. (1993). Isotopic comparison of K/T boundary impact glasses with melt rock from the Chicxulub and Manson impact structures. Nature. 364: 325-327.

[20] Šoková metamorfóza (přeměna) je komplexní přeměna hornin, vyvolaná šokem, typicky právě v důsledku impaktu mimozemského tělesa a jeho exploze, která vygeneruje ohromné tlaky a teploty. Běžně jsou šokově metamorfované horniny nacházeny v místech jaderných zkoušek nebo v lokalitách s geologickým záznamem po velkých impaktech.

[21] Toto pátrání však nebylo zpočátku jednoduché, protože podrobnější geologické mapy této oblasti nebyly k dispozici. Walter Alvarez uvádí, že při podrobném pátrání po odborné literatuře narazili pouze na jedinou knihu, starou tehdy přes 50 let (Muir, M. J. (1936). Geology of the Tampico region, Mexico: Tulsa. American Association of Petroleum Geologists, 280 str.).

[22] Tato lokalita na severovýchodě Mexika byla znovuobjevena za pomoci poznámek amerického geologa Johna M. Muira z roku 1936 Walterem Alvarezem a jeho geologickým týmem v roce 1991. Zdejší tři až šest metrů mocné vrstvy hornin pozměněných impaktní tsunami nasvědčují, že místo dopadu není daleko (kráter leží asi 900 km jihovýchodně). Nechybí zde metr silná vrstva hlubokomořského sedimentu vytrženého ode dna a obsahující impaktní sférule, dvoumetrová vrstva písku spláchnutého z pevniny spolu s množstvím rostlinného materiálu i nad nimi ležící vrstva jílu a písku s iridiovou anomálií. Dodnes jde o jedno z nejlepších míst pro výzkum impaktních hornin K-Pg na světě.

[23] Je však třeba dodat, že ne každá kruhová struktura má skutečně impaktní původ. Vědci pátrající po dopadových kráterech často za pomoci satelitních snímků zemského povrchu už se mnohokrát zmýlili. Impaktního původu rozhodně není ani kanadský Hudsonův záliv ani Česká kotlina (jak se domnívala v 80. letech minulého století dvojice amerických vědců).

[24] Turbiditní proudy jsou podmořské proudy na kontinentálním svahu, nesoucí a ukládající především bahnité sedimenty. Obvykle jsou spuštěny silnými zemětřeseními nebo masivními sesuvy. Maximální rychlost tohoto proudu činí asi 500 km/h.

[25] Pope, K. O.; et al. (1993). Surficial geology of the Chicxulub impact crater, Yucatan, Mexico. Earth, Moon and Planets. 63: 93-104.

[26] Sharpton, V. L.; et al. (1992). New links between the Chicxulub impact structure and the Cretaceous/Tertiary boundary. Nature. 359: 819-820.

[27] Sharpton, V. L.; et al. (1993). Chicxulub multiring impact basin: size and other characteristics derived from gravity analysis (PDF). Science. 261: 1564-1567.

[28] Zajímavá je také česká stopa v tomto sporu. Trojice českých geodetů (profesoři Pavel Novák, Jaroslav Klokočník a Jan Kostelecký) zkoumali tíhové anomálie kráteru a dospěli k překvapivému závěru, že asi 60 kilometrů severovýchodně od kráteru Chicxulub možná leží ještě jeden pohřbený kráter (Chicxulub II) o průměru asi 100 kilometrů. Tento názor ale v současnosti není obecně přijímán.

[29] Hildebrand A. R.; et al. (1995). Size and structure of the Chicxulub crater revealed by horizontal gravity gradients and cenotes. Nature. 376: 415-417.

[30] Ocampo A. C.; et al. (1996). Ejecta Blanket Deposits of the Chicxulub Crater from Albion Island, Belize. The Cretaceous-Tertiary Event and Other Catastrophes in Earth History, eds. G. Ryder, D. Fastovsky, and S. Gartner. Boulder, Colorado: Geological Society of America (Special Paper 307: 75-88).

[31] Vajda, V.; et al. (2014). Nano particles as the primary cause for long-term sunlight suppression at high southern latitudes following the Chicxulub impact – evidence from ejecta deposits in Belize and Mexico. Gondwana Research. 27 (3): 1079-1088.

[32] Mezitím se impaktní teorii dostalo uznání i ze strany laické veřejnosti a tisku. Například v časopise Discover z roku 1989 byla mezi osmi velkými tématy vědy končících 80. let na pátém místě uvedena právě otázka vymírání na konci křídy. Ostatně není divu, vždyť o dopadu asteroidu K-Pg se tehdy psalo prakticky ve všech hlavních periodikách, od časopisu Economist, přes Science a Nature až po National Geographic. Veřejnost byla touto zpočátku šokující domněnkou fascinována a až na výjimky ji poměrně rychle a pozitivně přijala.

[33] Alvarez, W.; et al. (1995). Emplacement of K/T boundary shocked quartz from Chicxulub crater. Science. 269: 930-935.

[34] Sleep, N. H.; Lowe, D. R. (2014). Physics of crustal fracturing and chert dike formation triggered by asteroid impact, ~3.26 Ga, Barberton greenstone belt, South Africa. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 15 (4): 1054-1070.

[35] Buchner, E.; et al. (2010). Establishing a 14.6 ± 0.2 Ma age for the Nördlinger Ries impact (Germany) – A prime example for concordant isotopic ages from various dating materials. Meteoritics and Planetary Science. 45: 662-674.

[36] Kinsland, G. L.; et al. (2005). Topography over the Chicxulub Impact Crater from Shuttle Radar Topography Mission data, in Kenkmann, T., Hörz, F., and Deutsch, A., eds., Large meteorite impacts III: Geological Society of America Special Paper. 384: 141–146.

[37] Na jihozápadě Kolumbie se jedná o lokalitu na ostrově Gorgonilla, popsanou roku 2015. V Brazílii jde o lokalitu Mina Poty na východě země, kde byly kromě šokového křemene a mikrosférulí objeveny ve vrstvě K-Pg také doklady o impaktní tsunami, která údajně v této části světa dosahovala výšky 20 metrů a rychlosti asi 112 km/h. Tato informace byla zveřejněna v červenci roku 2017.

[38] Qiang, J. (2017). On the Cretaceous stratigraphic framework and the Cretaceous-Paleogene boundary of Eastern Shandong Province. Journal of Geology. 41 (1): 2017/1/1-2017/1/25.

[39] Chen C.; Sun, W. (2017). Tracing the origin of peak rings at Chicxulub. Solid Earth Sciences. 2 (3): 63-64.

[40] Jednalo se o výstup panelové diskuze, ke které byli přizváni největší odborníci ve svých vlastních vědních oborech i v „impaktní“ vědě, jako je David Kring, Alessandro Montanari, Richard Grieve, H. Jay Melosh a další (Schulte, P. et al. (2010). The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science. American Association for the Advancement of Science. 327 (5970): 1214–1218). Výsledkem jejich diskuze bylo závěrečné konstatování, že impakt je reálný a definitivně prokázaný, byla při něm uvolněna energie rovnající se přibližně 100 000 Gt TNT (420 000 EJ) a důsledky impaktu vedly k události K-Pg. Dnes již proslulý článek vyšel dne 5. března 2010 v 5970. čísle periodika Science.

[41] Brusatte, S. L.; et al. (2017). The last dinosaurs of Brazil: The Bauru Group and its implications for the end-Cretaceous mass extinctionAnais da Academia Brasileira de Ciências. 89 (3): 1465-1485.

[42] Díaz-Martínez, I.; et al. (2017). New sauropod tracks from the Yacoraite Formation (Maastrichtian–Danian), Valle del Tonco tracksite, Salta, northwestern Argentina (PDF). Journal of Iberian Geology. 44 (4).

[43] Renne, P. R.; et al. (2013). Time Scales of Critical Events Around the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science. 339 (6120): 684-687.

[44] Viz např. Keller G.; et al. (1993). Is there evidence for Cretaceous-Tertiary boundary-age deep water deposits in the Caribbean and Gulf of Mexico? Geology. 21 (9): 776-780; Blair, S.; et al. (2014). U-Pb geochronology of the Deccan Traps and relation to the end-Cretaceous mass extinction. Revue Science. 347 (6218): 182-184.

[45] Pěkně shrnuje tento postoj například odbornice na fosilní savce, americká paleontoložka Anne Weilová: „Nemám žádný problém s tím, že došlo k impaktu. Ale ukažte mi, jak to funguje.“

[46] Petersen, S. V.; et al. (2016). End-Cretaceous extinction in Antarctica linked to both Deccan volcanism and meteorite impact via climate change. Nature Communications. 7: 12079.

[47] Desch, S.; et al. (2021). The Chicxulub impactor: comet or asteroid?. Astronomy & Geophysics. 62 (3): 3.34–3.37.

———

Leave a Comment

Filed under Astronomie a vesmír, Chicxulub, Dějiny paleontologie, O dinosaurech obecně, Vymírání K-T

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.