Alvarezu teorija
Publicēts: 14.03.2010
2010. gada 5. martā žurnālā Science tika publicēts pētījums, kuru veica starptautiska 41 ekspertu komanda, kurā piedalījās ģeologi, paleontologi un citu zinātņu nozaru pārstāvji. Šis pētījums noslēdza aptuveni 30 gadus ilgušo diskusiju un pierādīja Alvarezu teorijas patiesumu.
1980. gadā Luiss Alvarezs un viņa dēls Valters izvirzīja teoriju, ka dinozauru izmiršanu izraisīja asteroīds. Kopš tā laika zinātnieku pasaule sadalījās divās nometnēs. Vieni atbalstīja Alvarezus, otri uzskatīja, ka dinozauru nāvē vainojami vulkānu izvirdumi.
Alvarezu teorija apgalvo, ka milzīgs asteroīds ir ietriecies Zemē pirms aptuveni 65 miljoniem gadu. Trieciens bija spēcīgāks nekā apvienojot visus mūsdienās pieejamos kodolieročus. Zemestrīču stiprums pārsniedza 11 balles, milzīgi cunami viļņi izpostīja piekrastes apgabalus. Gadiem ilgi Zemes debesis pārvērtās par tumšu putekļu kokonu, kurš neļāva iespraukties Saules stariem. Šī kataklizma pārtrauca dinozauru valdīšanas laikmetu un ļāva attīstīties zīdītājiem.
Kā tad aizsākās Alvarezu stāsts?
1977. gadā Džubbio (Gubbio) ciemā Itālijā, kas atrodas pusceļā starp Romu un Florenci, ģeologs Valters Alvarezs vāca kaļķakmens iežu paraugus paleomagnētisma izpētei. Ieži, kas atradās ārpus ciematiņa, savulaik bija atradušies zem jūras līmeņa. Šajos kaļķakmens slāņos ierakstīta Zemes vēsture no Krīta perioda beigām līdz Terciārā perioda sākumam. Šo laika periodu nereti dēvē par "lielo izmiršanu", jo šajā laikā izmira aptuveni 75% no visām planētu apdzīvojušajām sugām.
Valters Alvarezs atklāja, ka starp divu periodu kaļķakmens slāņiem ir plāns sarkanīga māla slānis. Uzreiz zem šī slāņa Krīta perioda kaļķakmens bija bagātīgi nosēts ar dažādu sugu sīku jūras būtņu (foraminifera) fosīlijām. Savukārt virs māla kārtiņas, Terciārā perioda kaļķakmenī bija atrodamas tikai vienas sugas foraminifera fosīlijas. Māla slānī fosīliju nebija vispār.
Valters nogādāja šos paraugus uz Berkleja laboratoriju un parādīja savam tēvam, kurš 1968. gadā bija ieguvis Nobela prēmiju par ieguldījumu elementārdaļiņu fizikas jomā.
Luiss Alvarezs izveidoja ne tikai "netīro" burbuļa kambari un protonu lineāro paātrinātāju, kas ir mūsdienu daļiņu paātrinātāju prototips. Viņa kontā ir trīs radaru sistēmu ieviešana. Vienu no šīm sistēmām mūsdienās izmanto gaisa satiksmes kontrolēšanai. Viņš piedalījās kā zinātniskais novērotājs Hirosimas bombardēšanā un izstrādāja detonātoru plutonija kodolbumbai. Viņš piedalījās tritija un kosmiskā starojuma "austrumu-rietumu efekta" atklāšanā. Vēlāk viņš izmantoja kosmisko starojumu, lai Hefrena piramīdā Ēģiptē meklētu apslēptās telpas.
Pētot dēla atvestos paraugus, Alvarezs vecākais vēlējās noskaidrot, cik ilgi notika jūras sīkbūtņu izmiršana, pirms suga sāka atjaunoties. Viņš nodeva paraugus diviem citiem Berkleja laboratorijas zinātniekiem - kodolķīmiķiem Frankam Asaro un Helēnai Mičelai, kuri bija izgudrojuši īpašu metodi - neitronu aktivācijas analīzi - kas varēja ļoti precīzi izmērīt niecīgu elementu koncentrāciju paraugā. Luiss uzskatīja, ka šī metode varētu palīdzētu noteikt, cik ilgā laika posmā izveidojās māla slānis.
Visi bija ārkārtīgi pārsteigti, kad izrādījās, ka māla slānis satur aptuveni 600 reizes vairāk irīdija nekā apkārtējie kaļķakmens slāņi. Irīdijs Zemes garozā praktiski nav sastopams, bet ļoti augstā koncentrācijā atrodams ārpuszemes izcelsmes objektos, piemēram, asteroīdos.
"Cilpa savilkās", kad šāda pati irīdija koncentrācija tika atklāta māla slāņos Dānijā un Jaunzēlandē un daudzās citās vietās pasaulē, kur bija atrodami iežu atsegumi, kur robežojās Krīta un Terciārais periods. Šajos māla slāņos bija ne tikai augsta irīdija koncentrācija, bet arī daudz kvēpu. Bija skaidrs, ka irīdija avots ir viens un tā izcelsme meklējama ārpus Zemes.
1980. gadā Alvarezi kopā ar Asaro un Mičelu publicēja sākotnējos izpētes rezultātus žurnālā Science. To acumirklī "apgāza" tie zinātnieki, kas uzskatīja, ka Krīta-Terciārā perioda izmiršanu izraisīja vulkāniskie izvirdumi. Kā pierādījums tika minēti vulkānisko iežu lauki Indijā. Šī argumenta ietekmi mazināja nākamie divi atklājumi.
Pirmkārt, māla slānī tika atklāti mikrotektīti un kvarca kristāli, kas piedzīvojuši triecienu. Otrkārt, 1991. gadā tika atrasta pati nozieguma vieta - 180 kilometrus platais un 20 kilometrus dziļais Čikšulubas krāteris, kas daļēji atradās Meksikas līcī. Šis atradums atbildēja uz asteroīda teorijas noliedzēju jautājumu - ja jau bija sadursme, kur ir krāteris.
Jaunāko pētījumu, kas pierāda Alvarezu teorijas patiesumu, vadīja Pīters Šulte, ģeofiziķis no Nirnbergas-Erlangenas universitātes. Viņa vadītā zinātnieku grupa secināja, ka asteroīds ir trāpījis apgabalā, kas bagāts ar sēra iegulām. Tā rezultātā atmosfērā veidojās nāvējoši sēra aerosoli, kas šo putekļu kokonu pārvērta par indīgu gāzes kameru.
"Mēs atklājām, ka Čikšulubas sadursme ir vienīgais iemesls dinozauru izmiršanai," pastāstīja Šulte.
Lawrence Berekeley National Laboratory
Komentāri
