עשר התגליות החשובות בסאגה של גילוי כוכב הלכת שלנו
במדעי כדור-הארץ כללנו את ענפי הגאולוגיה השונים (גאופיזיקה, גאוכימיה, סטרטיגרפיה), ואת מדעי האטמוספרה – מטאורולוגיה ואוקיאנוגרפיה. השתדלנו למפות בעיקר תגליות שעיצבו השקפת עולם, ושהפכו לחלק מהדוֹגמות המדעיות המרכזיות. הבחירה נעשתה על ידי הצעת הנושאים העיקריים על ידי מרכז התרגיל (י”ק), ובמהלך מספר גדול מאוד של שיחות ניסינו להתמקד בחשובים שבהם. נהנינו מן התרגיל לא מעט, משום שמיקד את תשומת לב כולנו בסימון נושאים מרכזיים וחשובים במדע שבו אנו עוסקים.
ב-1785 הציג ג’יימס האטון (Hutton) הרצאה שפורסמה אחר כך בספרו Theory of the Earth, הנחשב לראשיתה של הגאולוגיה המודרנית. האטון ניסח את עקרון האוניפורמיטריות (Uniformitarianism), הקובע כי “ההווה הוא מפתח לעבר”, לאמור – הכרת תהליכים ותוצאותיהם בטבע כיום מסבירה תופעות דומות בעבר הגאולוגי.
האטון הבין כי סלעים כגון גרניט ובזלת נוצרו מנתך סיליקטי חם (מאגמה) ולא הושקעו ממים, כפי שחשבו עד אז. הוא התייחס אל סלעים כאל ארכיון, תיעוד של התהליכים שיצרו אותם. הוא הסיק כי כדה”א עתיק בהרבה מן המשתמע מהתיארוך המקראי. כאן ראשיתו של השימוש במושג “הזמן הגאולוגי” – זמן ארוך מאוד.
תובנותיו של האטון פתחו תקופה של כחמישים שנות תגליות מהפכניות בגאולוגיה, שפסגותיה הן:
א. ג’ורג’ קוביה (Cuvier) (1811), שהשתמש במאובנים לבניית סדר סטרטיגרפי (סדר שכבות) של סלעי משקע; כך קיבל מושג הזמן את משמעותו החד-כיוונית – קביעת מוקדם ומאוחר בסדר אירועים.
ב. ויליאם סמית (Smith), שזיהה בעזרת מאובנים יחסים (קורלציה) בין שכבות במקומות שונים, וב-1815 פרסם את המפה הגאולוגית הראשונה, המהווה סיכום גרפי של התנאים השונים השוררים באזורים שונים, ושל השינויים החלים בתנאים אלה.
ג. שיאה של התקופה בפרסום ספרו של צ’רלס לייל (Lyell) “יסודות הגאולוגיה” ב-1830, המסכם את הידע שנצטבר עד אז, ומכין את הקרקע להופעתו של הענק – צ’רלס דרווין.
2. פענוח המבנה הפנימי של כדור הארץ
ב-1798 מדד הנרי קוונדיש(Cavendish) את הצפיפות הממוצעת של כדה”א ומצא כי היא 5.45 גרם/סמ”ק (לעומת כ-2.7 גרם/סמ”ק של סלעי פני השטח). מאז היה ברור כי אין “תוכו של הכדור כברו”. הדרך לבירור מבנהו הפנימי של הכדור נפתחה ב-1848 עת ביסס רוברט מאלט (Mallet) את השערותיהם של תומס יאנג ((Young ו-ז’וזף גי-לוסק ( (Gay-Lussac כי האנרגיה של רעידות אדמה מתקדמת בגלים, ומדד את מהירותם.
ב-1883 קבע ג’ון מילן ( (Milne כי אנרגיה זו כה רבה, עד כי אפשר לקלטה במקומות רחוקים על פני כדה”א. משנבנה הסיסמוגרף נוצר הבסיס לסיסמולוגיה, מדע חדש שתרומתו רבה להבנת מבנה פנים כדה”א ולחקר רעידות אדמה.
בראשית המאה ה-20 הראה ריצ’רד אולדהם (Oldham) שאנרגיה סייסמית מתפשטת בכמה טיפוסי גלים, בעלי מהירות שונה בתווך שונה. במרכז כדה”א יש גלעין נוזלי, שדרכו לא עוברים גלי גזירה, שרדיוסו כמחצית מרדיוס הכדור וסביבו מעטפת, ושלכל אזור – הגלעין, המעטפת והקרום – מהירות גלים סייסמית משלו. ג’ורג’ איירי (Airy) וג’והן פראט (Pratt) הסבירו את הטופוגרפיה של הארץ במודל של קרום מִסלע קשה הצף על פני מעטפת מחומר צפוף ורך.
ב-1906 אימֵת אנדראי מוהורוביצ’יץ’ (Mohorovičić) את ההצעה כי בין הקרום למעטפת שמתחתיו חל שינוי חד במהירויות הסיסמיות. ב-1936 הראתה אינגה להמן (Lehman) כי חלקו הפנימי של הגלעין הוא מוצק ורק חלקו החיצוני נוזל. בכך הוצג “המודל הכדורי” של כדה”א – הקירוב הראשון המניח כי מבנה הכדור זהה בכל הכיוונים ומשתנה רק עם העומק. מחקרים רבים במאה ה-20 עסקו בקירוב השני -שינויי המבנה באזורים שונים. תגליות אלה היו מרכזיות בפיתוח טקטוניקת הלוחות. אתגר מרכזי הניצב בפני הסיסמולוגים היום הוא מיפוי הטמפרטורה ותבניות הזרימה במעטפת.
3. טקטוניקת הלוחות
טקטוניקת הלוחות היא כיום התורה המרכזית של הגאולוגיה. מבשרה של תורה זו היה אלפרד וגנר (Wegener), שב-1915 פרסם את ספרו “היווצרות היבשות והאוקיאנוסים” ובו משנה סדורה של “נדידת יבשות”, המסבירה תופעות רבות על פני כדה”א: ההתאמה בין מתארי היבשות השונות הניתנות לחיבור ליבשת-על אחת, הופעת מאובנים יבשתיים זהים בתקופות זהות על פני יבשות אשר כעת מופרדות על ידי אוקיאנוסים, מיקומן של שרשרות הרים ועוד.
תורתו של וגנר נדחתה באופן גורף כמעט, ובמשך יותר משלושה עשורים תמכו בה אך מעטים. המדע חזר אל גישתו הודות להתפתחות בכמה שטחים: מיפוי “נדידת הקטבים” המגנטיים המדומה , השונה לאירופה ולאמריקה, הוסברה היטב על ידי נדידת יבשות. הרכסים המרכז-אוקיאניים הנמשכים לאורך אלפי קילומטרים הובילו את הרי הס (Hess) ורוברט דיטץ (Dietz), להציע בשנת 1962 כי קרקעית האוקיאנוס “מתפשטת” (seafloor spreading) מן הרכסים המרכז- אוקיאניים ו”נושאת” עליה את היבשות.
קבלת תפישה זו, לצד מיפוי השדה המגנטי באוקיאנוסים, וההבנה כי שדה זה עובר היפוכים מחזוריים מעת לעת, הובילה למאמרם המהפכני של פרד ויין ודרומונד מטיוס (Vine and Matthews,1963) שהציגו תורה שלמה כמעט, המחברת תופעות בלתי קשורות לכאורה: מִתאר היבשות, גילם הצעיר של סלעי קרקעית הים והתפלגות הרי הגעש.
מיפוי מוקדי רעידות האדמה הוביל לניסוח התורה בשלמותה: מספר לוחות הנעים זה ביחס לזה, כשעיקר המעוות מתרכז בגבולות, ורק מקצתו בתוך הלוחות פנימה. התורה החדשה איפשרה לקשור תופעות המתרחשות על פני שטח, כהתרוממות הרים והתפרצות הרי געש, עם זרימת חום בפנים כדה”א.
דיפרנציאציה גאוכימית בפנים הארץ קשורה לגלגול חומר שמושפע מתהליכים מאגמתיים על פני השטח, ולהובלה (“הפחתה”) של סלעי משקע לפנים הכדור. סדרת קידוחים גדולה מאוד בקרקעית האוקיאנוסים (DSDP, ODP), שהחלו ב-1968 ונמשכים עד היום, אישרו את תחזיותיה של תורת הלוחות.
4. קביעת גיל כדור הארץ − 4.55 x 109 שנה
גיל כוכב הלכת שעליו אנו חיים חשיבות מרכזית בבניית השקפתנו על העולם החומרי. במחצית השנייה של המאה ה-19 החל הלורד קלווין (William Thomson- Lord Kelvin) בניסיונות להעריך את גיל הכדור בשיטות פיזיקליות: בהניחו כי הכדור היה מותך כולו בראשיתו, חישב את הזמן הדרוש לקירורו, והגיע להערכת גיל שבין ארבעים מ”ש ל-400 מ”ש. הקהילה הגאולוגית הייתה מאוחדת בדעתה כי הערכה זו נמוכה בהרבה מן הזמן הדרוש להשלמת מבנה הנוף ולהתפתחות עולם החי של כדה”א.
עם גילוי הרדיואקטיביות נמצאה שיטה חדשה למדידת זמן. הראשון שהעלה אפשרות זו ב-1906 היה ארנסט רתרפורד (Rutherford), מי שעתיד היה לגלות את גרעין האטום. על ידי מדידת תכולת האורניום במינרלים, וכן זו של תוצר הפירוק של האורניום – היסוד הליום (שגרעיניו הם חלקיקי אלפא) – העריך רתרפורד לראשונה גיל מינרל באופן ישיר – כ-1500 מ”ש. כך נולד מדע הגאוכרונולוגיה. משנתברר כי שני איזוטופים של אורניום, 238Uו- 235U , דועכים לשני איזוטופים של עופרת, 206Pbו- 207Pb , עם מחציות חיים שונות, נתאפשר תיארוך על סמך קביעת הרכבה האיזוטופי של העופרת בלבד. במדידות אלה הוערך גיל כדה”א בכ-3000 מ”ש.
הצעד המכריע נעשה ב-1956 על ידי קלייר פטרסון (Patterson), שקבע מתוך יחסי 206Pb, 207Pb, ו- 204Pb (האיזוטופ הלא-רדיוגני) במטאוריטים ובמשקע אוקיאני כי גיל כדה”א (והמוצקים במערכת השמש) הוא 4.55 מיליארד שנה. הערכת גיל זו לא שונתה מאז באופן משמעותי, ואומתה בשיטות תיארוך אחרות. שיטות גאוכרונולוגיות הובילו ליכולת תיארוך של אירועים בטווחי זמן עצומים: מעצמים ארכיאולוגיים וסלעים שונים ועד קביעת גיל סלעי הירח (כגיל הארץ) וגיל היסודות ביקום. שימוש באיזוטופים רדיואקטביים הוביל מאוחר יותר להבנה רבה של הרכב החומר העמוק בכדה”א והתנהגותו – מידת אחידותו ומהירויות תנועתו.
5. הזרימה התרמוהלינית באוקיאנוס ואקלים כדור הארץ
כבר בשנות החמישים של המאה ה-20 העריך הנרי סטומל (Stommel), על סמך שינויי עומק המים באוקיאנוסים, כי ישנם רק שני אתרים על פני כדה”א שבהם יכולים מים לשקוע מפני השטח למעמקים. אתרים אלו נמצאים באוקיאנוס האטלנטי: האחד בצפונו, ממזרח לאי גרינלנד, והשני בדרומו, סמוך ליבשת אנטארקטיקה.
המים הקרים שבשולי הים הארקטי הקפוא ובאוקיאנוס הדרומי שבשולי יבשת אנטארקטיקה צונחים לעומק בגלל צפיפותם הגדולה, וממלאים את קרקעית האוקיאנוסים: השקט, ההודי, וכמובן האטלנטי. צניחת מים צפופים למעמקי האוקיאנוס ברחבים הגבוהים חייבת להיות מלווה בזרימה של מים חמים בפני השטח מהאזור הטרופי אל הרחבים הגבוהים, וזו גורמת למיתונו של מזג האוויר בחופים האירופיים של צפון האוקיאנוס האטלנטי.
תגליתו של סטומל הצטרפה בשנות השמונים לתמונה מושלמת יותר של המסוע (Conveyer belt) האוקיאני, המוביל כמויות אדירות של חום לעבר קווי הרוחב הגבוהים בפני השטח, ומסיע מים קרים יותר מקווי הרוחב הגבוהים לעבר המשווה במעמקי האוקיאנוס. הסעת החום האוקיאנית, כמו גם צפיפותם של מי הים, תלויה לא רק בטמפרטורת המים אלא גם בריכוז המלחים במים: מליחות גבוהה מגדילה את צפיפותם.
עצמת המסוע האוקיאני מושפעת לכן הן מקירור המים ברחבים הגבוהים (המגדיל את הזרימה במסוע) הן מהגדלת מליחות המים ברחבים הנמוכים, עקב האידוי המוגבר שם (המקטין את הזרימה במסוע). לחוקרי האקלים הסתבר שהפרה, ולו מזערית, של מאזן עדין זה של אידוי-קירור יכולה להקטין את עצמת המסוע באופן משמעותי, ולשנות את אקלים כדה”א באופן ניכר.
6. משטר הרוחות באטמוספרה והחשיבות של סיבוב כדור הארץ
כבר במאה ה-17 ידעו הספנים שהובילו סחורות באוניות מפרש בין אירופה לאמריקה שהתנועה מערבה במעלות הרוחב המשווניות מהירה יותר מאשר ברחבים הסוב-טרופיים, וזאת בגלל הרוחות (“רוחות הסחר”). הסבר לכך הוצע בסוף אותה מאה על ידי אדמונד האלי (Halley), שקשר את החימום על ידי השמש ברחבים הטרופיים עם עליית האוויר המחומם כלפי מעלה וזרימתו בפני השטח מהרחבים הסובטרופיים לקו המשווה.
הצעתו של האלי לא הסבירה את התצפית בדבר רוחות הסחר, ורק במאה ה-18 קשר ג’ורג’ הדלי (Hadley) בין סיבוב כדה”א לבין הסטתן של רוחות הסחר מהכיוון המרידיונאלי הטהור. הדלי הסביר את היווצרות הרכיב האזורי (ממזרח למערב) ברוחות הסחר בכך שלאוויר הבא מרחבים גבוהים ישנו רכיב מהירות מזרחה קטן מזה הקיים ברחבים נמוכים, בגלל השוני בהיקף המעגל שרוחות אלה עוברות ביממה, ואשר על כן חייבות הרוחות לפתח רכיב המכוון מערבה ביחס לנקודה קבועה כלשהי.
כמאה שנים לאחר מכן ניסח גוסטב קוריוליס (Coriolis) את חוקי התנועה במערכת מסתובבת, והוכיח מתמטית את קיומו של הכוח הקרוי על שמו עד היום: כוח קוריוליס. כוח זה נגרם מסיבוב המערכת, וגודלו פרופורציוני למהירותו של הגוף הנע ביחס למערכת. ניסוח זה היה הבסיס לחיזוי רוחות על סמך מדידות של מפל הלחץ, באמצעות הנחת שיווי משקל בין כוח מפל הלחץ לכוח קוריוליס, ואישש את מסקנותיו של הדלי.
רק בעידן המודרני תפסו חישובים מספריים מורכבים את מקומו של החישוב הפשוט-המקורב, שנבע ישירות מניסוחו של קוריוליס. כיום ידוע כי התא של הדלי אינו משתרע עד הקטבים, וכי למערבלים של הרחבים הבינוניים יש תפקיד חשוב ומורכב בהעברת התנע והחום מהרחבים הנמוכים לגבוהים.
7. הבנת השפעת האדם על סביבתו ושינויי האקלים
פאול קרוטצן (Crutzen) הציע לראות בימינו אלה תחילתו של עידן גאולוגי חדש, אנתרופוצן (Anthropocene), שבו התגברה השפעת האדם על כדה”א. כבר לפני כמאה שנה העריך סוונטה ארהניוס (Arrhenius), כי הכפלת ריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה עקב שריפת דלקים מאובנים תביא לעליית הטמפרטורה הגלובאלית ב- 5ºC, ואכן ההערכה המקובלת כיום היא של 1.5 עד 4.5 מעלות.
CO2 שני רק למים כ”גז חממה” – שקוף לקרינת השמש הנכנסת, ובולע חלק ניכר מקרינת החום הנפלטת מפני השטח לכיוון החלל. “גז חממה” נוסף הוא המתאן, (CH4) שריכוזו באטמוספרה עלה פי שלושה כמעט ב-150 השנים האחרונות כתוצאה מניצול גז טבעי, מהגדלת שטח שדות אורז, מגידול בקר ומשריפות. העלייה בריכוז גזי החממה תועדה הן ישירות באטמוספרה הן בעקיפין, בבועות אוויר הכלואות בקרחונים.
ההתחממות הגלובלית גורמת להפשרת קרחונים ולהגדלת כמות אדי המים באוויר (הפועלים כגזי חממה ומגבירים את ההתחממות); הפשרת הקרח מקטינה את בהיקות פני השטח (albedo) – היינו, את כמות קרינת השמש המוחזרת לחלל, ובכך גוברת ההתחממות. הפשרת הקרחונים מתבטאת גם בעליית מפלס האוקיאנוסים והצפת שטחי חוף. מצד שני, גורמת עליית זיהום האוויר החלקיקי באטמוספרה להתקררות, הן על ידי הגדלת הבהיקות הן על ידי יצירת עננים, המחזירים קרינת שמש רבה יותר לחלל.
השפעת האדם על האטמוספרה ניכרת גם בפליטת גזים נוספים: א. תחמוצת גפרית וחומצה חנקתית, שגורמות ליצירת גשם חומצי ב. גזים שונים, בעיקר תחמוצות חנקן (NOx) וגפרית, שתורמות להיווצרות הערפיח (Smog) ו-ג. תרומה של גזים מלאכותיים, כגון תרכובות כלור-פלואור-פחמן ( (ClFC ובהן הפראון המשמש לקירור. גזים יציבים אלה עולים לסטרטוספרה, ושם – בשרשרת ריאקציות פוטוכימיות – תורמים להרס שכבת האוזון (“החור באוזון”). הבנת התהליך הובילה ל”פרוטוקול מונטריאול”, שאכן תרם לשיקום חלקי של שכבת האוזון.
8. תקופות הקרח ופלֵיאו-אקלים
עוד באמצע המאה ה-19 הוברר כי בתקופת הפליסטוקן (כמיליון השנים האחרונות) התפשטו קרחונים על פני שטחים נרחבים של חצי הכדור הצפוני. העדויות לכך באו ממשקעי קרחונים אופייניים ומצורות נוף ייחודיות שנמצאו באירופה ובצפון אמריקה בקווי רוחב גאוגרפיים נמוכים.
צעד מהפכני במחקר הפליאו-אקלים נעשה ב-1948 כאשר הראו הרולד יורי (Urey) ואחריו סמואל אפשטיין ועמיתיו (Epstein et al.) כי חלוקת האיזוטופים של חמצן (היחס (18O/16O בין מים לפחמת הסידן (CaCO3) (כגון בקונכיות מאובנים) היא פונקציה של טמפרטורה. בכך התאפשרה פליאותרמומטריה איזוטופית – מדידת טמפרטורות העבר של אוקיאנוסים.
מבדיקה איזוטופית בקונכיות של פורמיניפרים (קבוצה של חד תאים) במשקעים ימיים התברר כי ב-700,000 השנים האחרונות היתה הופעת הקרחונים מחזורית: כעשר תקופות קרח וביניהן תקופות בין-קרחוניות. בתקופות הקרות הצטבר קרח רב בקטבים, פני הים ירדו והרכבם האיזוטופי של מי האוקיאנוס השתנה. תיארוך תקופות הקרח איפשר לבחון שוב את הצעתו של מילוטין מילנקוביץ’ Milankovitch)) מ-1912 ולפיה הן נגרמות על ידי שינויים בקרינת השמש המגיעה לארץ, בעקבות שינויים מחזוריים בגאומטריית סיבוב הארץ סביב לשמש וסביב צירה. מכאן ניתן היה לחזות את אורך המחזורים הקרחוניים, חיזוי שאפשר כעת לבדקו אל מול עיתויים של המחזורים הפליסטוקניים.
בשלושת העשורים האחרונים נקדחו בגרינלנד ובאנטרקטיקה קידוחים עמוקים בקרח. גלעיני הקרח כללו כמה מחזורים קרחוניים שזוהו על פי הרכבם האיזוטופי של החמצן ושל המימן בקרח. כמו כן נלכד בקרח אוויר קדום, שבדיקתו הראתה את הקשר בין טמפרטורות גלובליות לריכוז גז החממה – CO2- באוויר.
9. הבנת דרך היווצרותם של סלעים מעקרונות פיזיקליים וכימיים
מדעי כדה”א הם בראש וראשונה מדעים תצפיתיים. תצפיות רבות ניתנות לניתוח בשיטות שפותחו במסגרת הגאולוגיה, אולם ידע מתחומי הפיזיקה והכימיה מאפשר הבנות נוספות. ויקטור גולדשמידט (Goldschmidt) ונורמן בואן (Bowen) בלטו בפריצות הדרך שהשיגו בשנות העשרים והשלושים של המאה ה-20.
בואן וחוקרים נוספים פיתחו מערכות לניסויי מעבדה בטמפרטורות ובלחצים גבוהים, והשתמשו בהן ובעקרונות הכימיה הפיזיקלית לחקירת היצירה של סלעים מאגמתיים. בואן החל את חקירותיו בתצפיות שדה, פישט את המערכות התצפיתיות כך שניתן יהיה לחקרן במעבדה, והשתמש בתוצאות הניסויים לגיבוש הבנה חדשה של יצירת סלעים מגמתיים בטבע. ספרו על התפתחות הסלעים המגמתיים (1928) ביסס את הבנתם של סלעים אלו כתוצרי תהליכים של התכה, גיבוש ואינטראקציה כימית בין הנתך לבין הסלעים שאליהם הוא חודר.
גולדשמידט חקר את התנהגותם של יסודות כימיים נדירים ואת השתלבותם בגבישים הנפוצים בטבע. הישגו העיקרי היה חלוקת היסודות לארבע “משפחות גאוכימיות” על פי נטייתם ליצירת תרכובות בטבע: המתרכזים באטמוספרה, הנוטים להופיע כסיליקטים, המופיעים בעיקר כסולפידים, ו הנוטים להופיע כמתכות או נתכי מתכות.
גולדשמידט שילב בין חקר הכימיה של גבישים ומדידת ריכוז היסודות השונים במינרלים, בסלעים, במטאוריטים ובמאגרים עיקריים בכדה”א. ועל סמך מחקרים אלה וההבנה שהמטאוריטים באים מגופים פלנטריים קטנים, הציע גולדשמידט זיהוי כימי לקליפות הקונצנטריות של כדה”א: הפנימית עשירה בברזל וב”אוהביו” (הגלעין), מעליה שכבה עתירת גופרית ו”אוהביה” (היפותזה שהופרכה), שכבה נוספת של סיליקטים עשירים במגנזיום (המעטפת) וקרום שמכיל את ה”סיגים” של תהליך התכה קדמון.
התמונה בכללותה קרובה למבנה המקובל היום, פרט להבנה כי הקרום נבנה בתהליך מתמשך. גולדשמדיט הניח את היסוד לתחום הפורה של גאוכימיה של יסודות קורט.
10. תולדות החיים על פני כדור הארץ: אבולוציה,קטסטרופות, הכחדות
עולם החי על פני הארץ עבר שינויים עצומים מראשית החיים לפני כ-3.5 מיליארד שנה ועד היום. נפיצות של מאובנים בתקופות שונות הוסברה על ידי מרבית החוקרים בהתפתחות אבולוציונית, אטית, בהתאם לתורת דרווין. יוצא מן הכלל בזרם מחשבה זה היה הצרפתי בן ראשית המאה ה-19 ג’רג’ קובייה ((Cuvier, שטען כי השינויים הגדולים בעולם המאובנים הם תוצאה של קטסטרופות – השמדות המונית של אוכלוסיות והחלפתן באחרות.
בשנות השישים והשבעים של המאה ה-20, עם התפתחותן של שיטות התיארוך הרדיואקטיבי התברר כי שינויים רבים בעולם המאובנים היו מהירים מאוד: בגבול שבין תקופת הפרם והטריאס (לפני כ-250 מ”ש) נכחדו יותר מתשעים אחוזים מן המינים האוקיאניים, ובגבול (boundry) שבין הקרטיקון לשלישון K-T (לפני כ-66 מ”ש) נכחדו כחמישים אחוזים מכל הסוגים וכ-15 אחוזים מכל המשפחות, בהן גם הדינוזאורים. התברר כי גבולות אלה הם אירועי הכחדה (Extinction) גלובלית, שבעקבותיהם שגשגו בבת אחת קבוצות יצורים חדשות לגמרי. כך בגבול K-T התפתחו היונקים בעלי “הדם החם” שלפני כן היו קבוצה קטנה ושולית.
כסיבות להכחדות הוצעו שינויי אקלים, וולקניזם, שינויים בטמפרטורה ובמפלס פני הים. ההצעה המרתקת ביותר היא זו של לואיס אלוורז (Alvarez), בעל פרס נובל בפיזיקה, בנו הגאופיזיקאי וולטר וחבריהם ב-1980. קבוצה זו מצאה כי חרסיות בשכבת הגבול K-T מועשרות פי עשרה כמעט ביסוד אירידיום (Ir) ,שריכוזו בקרום כדה”א נמוך מאוד, אך במטאוריטים ריכוזו גבוה בהרבה. הם הציעו כי ההעשרה באירידיום היא תוצאה של פגיעת מטאוריט בכדה”א. הפגיעה יצרה ענני אבק עצומים, חסמה את אור השמש,שינתה באופן קיצוני את האקלים והכחידה את מרבית עולם החי.
להשערת אלוורז נמצאו עדויות תומכות רבות: זיהו גבישי קוורץ המעידים על פגיעה, זיהו אנומליית אירידיום במקומות רבים אחרים בעולם, ולבסוף זיהוי המקום הספציפי של הפגיעה שגרמה להכחדה בסוף הקרטיקון: הלוע הקבור של צ’קסקולוב (Chicxulub), בחצי האי יוקטן שבמקסיקו.
מחברי המאמר הם חברי המכון למדעי כדה”א באוניברסיטה העברית בירושלים, חוקרים ומורים בגיאולוגיה, במדעי האטמוספרה ובאוקיאנוגרפיה
