ฤดูหนาวยาวนับสิบปีที่กวาดล้างไดโนซอร์

 

งานวิจัยใหม่บอกว่า เถ้าฝุ่นจากการชนที่ชิคซูลูปที่ปกคลุมทั่วโลกนานเป็นสิบปี ทำให้ระบบนิเวศล่มสลาย จนนำไปสู่การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เมื่อ 66 ล้านปีก่อน 

     เมื่อ 66 ล้านปีก่อน มีดาวเคราะห์น้อยขนาดราว 10 กิโลเมตรดวงหนึ่งพุ่งเข้าชนกับโลกที่บริเวณน้ำตื้นนอกคาบสมุทรยูคาตังของเมกซิโก สร้างหลุมอุกกาบาตความกว้าง 200 กิโลเมตรบนผิวโลกและเหนี่ยวนำให้เกิด ฤดูหนาวไปทั่วดาวเคราะห์ ซึ่งนำไปสู่การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของไดโนซอร์กลุ่มที่ไม่ใช่นก(non-avian dinosaurs) ซึ่งครองพิภพมานานกว่า 160 ล้านปี

     ดาวเคราะห์น้อยดวงนั้นไม่ได้ฆ่าไดโนซอร์ในคราเดียว แต่เป็นนักฆ่าล่องหนที่จ้วงแทงครั้งแล้วครั้งเล่า โดยเหนี่ยวนำให้เกิดหายนะซึ่งนำไปสู่การตายของสปีชีส์ราวสามในสี่ที่มีบนโลกรวมถึงไดโนซอร์ Steve Brusatte นักบรรพชีวินวิทยา ที่มหาวิทยาลัยเอดินเบอระ ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่นี้ กล่าว

    นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องโดยทั่วกันว่า การชนที่ชิคซูลูป(Chicxulub) ได้กวาดล้างสปีชีส์ที่มีบนโลกในขณะนั้นไปถึงสามในสี่ แต่สิ่งที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาวะอากาศอย่างสุดกู่หลังจากการชนเป็นอะไร ก็ยังเป็นคำถาม ขณะนี้ งานวิจัยใหม่ได้ระบุถึงอนุภาคฝุ่นซิลิเกตเนื้อละเอียดมากที่ระเบิดขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศจากการชน

     งานวิจัยก่อนหน้านี้มุ่งไปที่ตัวการอื่น 2 อย่างที่ทำให้เกิดฤดูหนาวที่ยาวนานและมืดหม่นหลังจากการชน(impact winter) คือ เถ้า(soot) และกำมะถัน มากกว่า ซึ่งดูดกลืนและกันแสงอาทิตย์ได้มีประสิทธิภาพสูงกว่าฝุ่น อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างหินอายุ 66 ล้านปีที่ Senel และทีมรวบรวมได้จากแหล่งฟอสซิลทานิส(Tanis fossil site) นอร์ธดาโกตา ห่างจากหลุมชิคซูลูปขึ้นไปทางทิศเหนือราว 3 พันกิโลเมตร ได้พบอนุภาคฝุ่นละเอียดในจำนวนมากกว่าที่คาดไว้อย่างมาก ซึ่งบอกว่าฝุ่นนี้มีบทบาทในหายนะมากกว่าที่เคยคิดกันไว้

ตำแหน่งของหลุมชิคซูลูป ที่นอกชายฝั่งตื้นๆ ของคาบสมุทรยูคาตัง

     ชั้นฝุ่นปกคลุมโลกอยู่นานถึง 20 ปี ซึ่งในช่วง 5 ถึง 8 ปีแรกนั้นสาหัสที่สุด Cem Berk Senel นักวิจัยหลังปริญญาเอกสาขาวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ ที่หอสังเกตการณ์หลวงแห่งเบลเจียม และทีมเขียนไว้ในการศึกษาใหม่ ในช่วงปีแรกหลังจากการชน อุณหภูมิทั่วโลกลดลงมากกว่า 10 องศาเซลเซียส Ozgur Karatekin นักวิจัยที่หอสังเกตการณ์หลวงแห่งเบลเจียม อีกคน กล่าวว่า แนวคิดเดิมบอกว่ากำมะถันเป็นตัวการให้เกิดฤดูหนาวหลังการชน ก็เพราะฝุ่นจากการชนไม่น่าจะอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานมากพอ  

     การเปลี่ยนแปลงในประวัติศาสตร์ของโลก ที่นักธรณีวิทยาเรียกว่า ยุคครีเตเชียสสู่ยุคพาลีโอจีน(Cretaceous-Paleogene period) ถูกบันทึกไว้ในหินหนา 1.3 เมตรซึ่งก่อตัวจากเหตุการณ์ชิคซูลูปดังกล่าว หลังจากตรวจสอบขนาดอนุภาคฝุ่นในชิ้นหินนี้ Senel และทีมก็ใช้ข้อมูลเพื่อจำลองภูมิอากาศหลังการชนเกิดขึ้น

    แบบจำลองได้ทำนายชั้นฝุ่นหนาทึบที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางระหว่าง 0.8 ถึง 8 ไมครอนปกคลุมทั่วโลกในเวลาเพียงหนึ่งสัปดาห์หลังจากการชน ด้วยขนาดที่เล็กแบบนี้จะคงอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานกว่าสิบปี จากแบบจำลองยังพบว่าฝุ่นละเอียดเป็นฆาตกรตัวสำคัญที่สุด เมื่อมีอุกกาบาตขนาด 10 ถึง 15 กิโลเมตรมาชนกับโลก

     ในบรรดาวัสดุสารทั้งหมดที่ขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศหลังจากการชน นักวิจัยประเมินว่าเป็นฝุ่น 75%, กำมะถัน 24% และเถ้าอีก 1% อนุภาคฝุ่นละเอียดจะปิดกั้นแสงอาทิตย์โดยสิ้นเชิงไปเกือบ 2 ปีซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยที่พืชจะมีการสังเคราะห์แสง ทำให้เกิดการล่มสลายของห่วงโซ่อาหาร Karatekin กล่าว  

ลำดับเหตุการณ์ที่น่าจะเกิดขึ้นจากการชนที่ชิคซูลูป สร้างลูกไฟ, สึนามิ เถ้า ส่งผลกระทบเป็นลูกโซ่จนกวาดล้างไดโนซอร์

     การศึกษาใหม่เน้นถึงความสำคัญของบทบาทอนุภาคฝุ่นที่ถูกมองข้ามไปในฤดูหนาวอันยาวนานหลังการชน เราพบว่าโลกอยู่ในความมืดมิดและกิจกรรมสังเคราะห์แสงบนดาวเคราะห์ก็หยุดยาวนานถึง 1.7 ปี(620 วัน) จากฝุ่นซิลิเกต นักวิจัยเขียนไว้ในรายงาน นี่จัดเป็นช่วงเวลาที่ยาวนานที่สร้างความท้าทายให้กับการดำรงชีวิตทั้งบนแผ่นดินและในมหาสมุทร สัตว์และพืชที่ไม่สามารถปรับตัวอาศัยในความมืดมิดและความหนาวเย็นก็น่าจะถูกกวาดล้างไป ส่วนพืชและสัตว์ที่มีแหล่งอาหาร, ที่อาศัย และวิถีชีวิตที่ยืดหยุ่นกว่า ก็มีโอกาสอยู่รอดได้สูงกว่า

     การชนยังสร้างสึนามิที่มีความสูงถึง 1.5 กิโลเมตรที่ซัดใส่ทุกทวีปบนโลก และสร้างกิจกรรมแผ่นดินไหวที่มีพลังสุงกว่าแผ่นดินไหวที่หมู่เกาะสุมาตราในปี 2004 ถึง 5 หมื่นเท่า ยังคงต้องทำงานอีกมากเพื่อให้เข้าใจ กลไกการสังหาร หลังจากการชนที่ชิคซูลูป ได้ดีขึ้น Senel กล่าว การค้นพบสิ่งที่เกิดขึ้นในเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของโลกครั้งล่าสุดมีความสำคัญไม่เพียงแต่เข้าใจอดีต และยังรวมถึงอนาคตด้วย เราอาจจะทำนายการสูญพันธุ์ของเราเองได้ดีขึ้น งานวิจัยนี้เผยแพร่เป็นรายงานในวารสาร Nature Geoscience วันที่ 30 ตุลาคม

 

แหล่งข่าว space.com - Chicxulub asteroid impact created 2-year cloud of dust that may have killed the dinosaurs   
               iflscience.com - asteroid dust caused 15-year winter that killed dinosaurs: study
                sciencealert.com – ancient “black box” hints at what really killed the dinosaurs