Астероид, убивший почти всех динозавров, упал на Землю весной. Международная группа ученых из Высшего университета Амстердама (Нидерланды), Упсальского университета (Швеция), Брюссельского свободного университета (Бельгия) и Европейского синхротрона ESRF (Франция) определила время падения метеорита на Землю. после анализа останков рыб, погибших сразу после удара. Их результаты опубликованы сегодня в журнале Nature .
Около 66 миллионов лет назад так называемый метеорит Чиксулуб врезался в Землю на территории современного полуострова Юкатан в Мексике, ознаменовав гибель динозавров и конец мелового периода. Это массовое вымирание до сих пор вызывает недоумение у ученых, поскольку оно было одним из самых избирательных в истории жизни: все нептичьие динозавры, птерозавры, аммониты и большинство морских рептилий исчезли, а млекопитающие, птицы, крокодилы и черепахи выжили.
Группа ученых из Свободного университета, Университета Упсалы и ESRF теперь пролила свет на обстоятельства, связанные с вымиранием различных групп. Ответы пришли из костей рыб, которые умерли сразу после падения метеорита.
Когда метеорит столкнулся с Землей, он сотряс континентальную плиту и вызвал огромные волны в водоемах, таких как реки и озера. Эти волны перемещали огромные объемы отложений, которые поглощали рыбу и погребали ее заживо, а ударные шарики (стеклянные шарики земной породы) сыпались с неба менее чем через час после удара. Сегодня месторождение Танис в Северной Дакоте сохраняет окаменелую экосистему, включающую веслоносов и осетровых, которые стали непосредственными жертвами этого события.
Ископаемые рыбы были исключительно хорошо сохранились, их кости почти не имели признаков геохимических изменений. Мелани Дюр, исследователь из Университета Упсалы и Университета Амстердама и ведущий автор публикации, отправилась на место раскопок драгоценных образцов: «Для нас было очевидно, что нам нужно проанализировать эти кости, чтобы получить ценную информацию о моменте удара. » объясняет она.
Команда прибыла в ESRF, ускоритель частиц, производящий самые яркие рентгеновские лучи в мире, с частичным образцом рыбы и репрезентативными срезами костей, и провела синхротронную рентгеновскую томографию высокого разрешения.
ESRF — идеальный инструмент для исследования таких образцов, и за последние два десятилетия этот центр накопил уникальный опыт в области палеонтологии. «Благодаря данным ESRF мы обнаружили, что кости регистрируют сезонный рост, очень похожий на деревья, каждый год отращивая новый слой на внешней стороне кости», — объясняет Софи Санчес из Упсальского университета и приглашенный научный сотрудник ESRF.
«Извлеченные годичные кольца не только зафиксировали историю жизни рыб, но также зафиксировали сезонность последнего мелового периода и, следовательно, сезон, в котором произошло катастрофическое вымирание», — утверждает старший автор Йерун ван дер Люббе из VU в Амстердаме.
Рентгеновские снимки также показали распределение, форму и размеры костных клеток, которые, как известно, также меняются в зависимости от времени года. «У всех исследованных рыб плотность и объем костных клеток можно проследить в течение нескольких лет, и они указывают, было ли это весной, летом, осенью или зимой. Мы видели, что плотность и объемы клеток росли, но еще не достигли пика в течение год смерти, а это означает, что рост резко прекратился весной», — говорит Деннис Воетен, исследователь из Университета Упсалы.
Параллельно с исследованиями синхротронного излучения команда провела изотопный анализ углерода, чтобы выявить ежегодную схему питания рыбы. Доступность зоопланктона, его предпочтительной добычи, колебалась в зависимости от сезона и достигла пика летом. Это временное увеличение проглоченного зоопланктона обогатило скелет рыбы более тяжелым изотопом углерода 13 C по сравнению с более легким изотопом углерода 12 C. «Сигнал изотопа углерода в записи роста этого несчастного веслоноса подтверждает, что сезон нагула еще не достиг своего пика — смерть наступила весной», — утверждает Винг.
Полученные данные помогут будущим исследованиям избирательности массового вымирания: в Северном полушарии была весна, и, следовательно, циклы размножения организмов начинались, но внезапно прекращались. Между тем в Южном полушарии была осень, и многие организмы, вероятно, готовились к зиме. В целом хорошо известно, что подвергшиеся воздействию организмы погибали практически сразу. Таким образом, у тех, кто укрывался в пещерах или норах, потому что впадал в спячку, было гораздо больше шансов выжить в палеогене. «Наши результаты помогут выяснить, почему большинство динозавров вымерло, в то время как птицам и ранним млекопитающим удалось избежать вымирания», — заключает Дюринг.