הכחדה גדולה זו נגרמה כתגובת שרשרת של התנגשות אסטרואידים בחגורת האסטרואידים המרכזית
מאת: בירגר שמיץ, פרופסור לפיזיקה גרעינית, אוניברסיטת לונד
משהו מסתורי קרה לפני כמעט חצי מיליארד שנה שהביא את אחד השינויים החשובים בתולדות החיים על כדור הארץ. לפתע שפע של מינים מילאו אותו, כאשר המגוון הביולוגי של בעלי חיים חסרי חוליות עלה מכמעט אפס למשהו הדומה למה שאנו רואים כיום. ההסבר הפופולרי ביותר לאירוע המגוון הביולוגי הגדול של תור האורדוביק לפני 450 מיליון שנה הוא שזו תוצאה של התקררות כדור הארץ שעבר מעודף חום לעידן קרח.
אבל מה בעצם גרם לשינוי הטמפרטורה? במאמר החדש שלנו, שפורסם ב-Science Advances, אנו מראים כי שינוי הטמפרטורה חפף בדיוק להתפרקות האסטרואידים הגדולה ביותר המתועדת בחגורת האסטרואידים במהלך שני מיליארד השנים האחרונות, שנגרמה כתוצאה מהתנגשות באסטרואיד אחר או שביט. גם כיום כמעט שליש מכל המטאוריטים הנופלים על כדור הארץ מקורם בהתפרקות האסטרואיד הזה בקוטר 150 הקילומטרים בין צדק למאדים.
בעקבות אירוע זה, התפשטו כמויות עצומות של אבק במערכת השמש. האפקט החוסם של אבק זה יכול היה למנוע חלקית מאור השמש להגיע לכדור הארץ - מה שעשוי היה להוביל לירידה חדה בטמפרטורות. אנו יודעים כי הדבר איפשר את החלוקה לאיזורי אקלים הומוגניים מתנאים ארקטיים בקטבים לתנאים טרופיים בקו המשווה. המגוון הגבוה בקרב חסרי חוליות, כולל אצות ירוקות, דגים פרימיטיביים, ואלמוגים, הגיע כתגובת הסתגלות לאקלים החדש.
העדויות שלנו מגיעות ממחקרים מפורטים על משקעי קרקעית הים בתור האורדוביק (לפני 485-443 מיליון שנים) שנחשפו בקינקולי בדרום שוודיה ובנהר ליננה ליד סנט פטרסבורג ברוסיה. במחצבה בקינקולי מצאנו יותר מ-130 "מטאוריטים מאובנים" - סלעים שנפלו על כדור הארץ בעבר העתיק, שהשתלבו במשקעי קרקעית הים ונשמרו ממש כמו מאובנים של בעלי חיים.
למרבית המטאוריטים שקוטרם עד 20 סנטימטרים יש אותו הרכב - כולם רסיסים מאותה התנגשות. אכן, הם היו מורכבים מאותו סוג של חומר כמו האסטרואיד הגדול שהתפרק אז בחגורת האסטרואידים. מקורו של מטאוריט אחד היה מהגוף הקטן יותר שפגע באסטרואיד הגדול.
אנו יודעים כי התנגשות האסטרואידים התרחשה לפני 466 מיליון שנים. ניתן לתארך זאת על ידי התבוננות באיזוטופים (גרסאות של יסודות כימיים עם מספר שונה של נויטרונים בגרעין) במטאוריטים שנפלו לאחרונה מפירוק האסטרואידים האורדובי. המטאוריטים המאובנים במחצבה חייבים אפוא לייצג את החומר שהועבר לכדור הארץ מיד לאחר הפירוק. ובהתחשב במספר הגדול של המטאוריטים שמצאנו על קרקעית הים, אנו יכולים להעריך כי שטף המטאוריטים לכדור הארץ היה גבוה בכמה סדרי גודל באותה תקופה מכפי שהוא כיום.
אבל איך נדע שההפגזה הזו יצרה כמות עצומה של אבק שגרם לירידה בטמפרטורה? חקרנו גם את התפלגות האבק בגודל מיקרומטרי בשכבות המשקעים. יכולנו לקבוע כי המקור הינו מחוץ לכדור הארץ על ידי איתור הליום וחומרים אחרים המשולבים במשקעים, שיכולים להיות מוסברים רק על ידי רוח השמש שהפציצה את האבק, והעשירה אותו באותם יסודות בדרך לכדור הארץ.
התוצאות שלנו מראות בבירור שכמויות אדירות של אבק דק גרגר הגיעו לכדור הארץ זמן קצר לאחר ההתנגשות. הרשומה הגיאולוגית מראה כי זמן קצר לאחר שהאבק הגיע, ירד מפלס פני הים באופן דרמטי ברחבי העולם – סימן לראשיתו של עידן קרח. הסיבה לכך הייתה שמי הים התנקזו לקווי הרוחב הגבוהים, שם נוצרו משטחי קרח גדולים.
התוצאה הייתה בלתי צפויה לחלוטין - ב-25 השנים האחרונות אנו נעזרים במגוון השערות שונות מאוד מבחינת ההבנה של האירועים שקרו פה בתקופה זו. לדוגמה, בעוד שהנחנו שאירוע המגוון קשור איכשהו להתפרקות האסטרואידים, האמנו שאסטרואידים קטנים רבים הגיעו גם לכדור הארץ מהפירוק גרמו לשינויים, ולא האבק. רק אחרי שקיבלנו את מדידות ההליום האחרונות, הכל הסתדר.
שיעורים למחקר אקלים
ההתחממות הגלובלית נמשכת כתוצאה מפליטת פחמן דו-חמצני, ועליית הטמפרטורה היא הגדולה ביותר בקווי הרוחב הגבוהים. על פי הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים, אנו מתקרבים למצב שמזכיר את התנאים ששררו לפני התנגשות האסטרואידים לפני 466 מיליון שנה. ברור שהמשך בדרך זו לא יועיל למגוון הביולוגי.
בעשור האחרון לערך דנו חוקרים בשיטות מלאכותיות שונות לקירור כדור הארץ כדי למתן את משבר האקלים. פיתרון אחד יהיה להציב אסטרואידים, כמו לוויינים, במסלולי סביב כדור הארץ כך שהם ישחררו ללא הפסקה אבק דק ויחסמו את אור השמש.
הממצאים שלנו מראים לראשונה כי אבק כזה לעיתים קירר את כדור הארץ באופן דרמטי. אנו מקווים שזה עשוי להיות פתרון מלאכותי בר קיימא. המחקרים שלנו יכולים לתת הבנה מפורטת יותר, אמפירית, המבוססת על אופן הפעולה שניתן להשתמש בו כדי ליצור ולהעריך מודלים ממוחשבים של אירועים כאלה.
אך בעתיד הנראה לעין אין דרך אחרת להתמודד עם שינויי אקלים מאשר להפחית את פליטת הפחמן שלנו. בסופו של דבר, זו הדרך היחידה לשמר את הדחיפה המרהיבה במגוון החיים שהתפתח לאורך 466 מיליון השנים האחרונות.
למאמר באתר The Conversation