شیمی دبیرستان  کرمان ناحیه 2

علت انقراض دایناسورها:

دایناسورها فرمانروایان پیشین زمین هستند. موجوداتی وحشی که قلمرویی قدرتمند را در سطح کره زمین به مدت 165 میلیون سال برای خود گسترده بودند و کمتر جانداری از گونه متفاوت وجود داشت که قدرت مقابله با آنان را داشته باشد.

اما چه شد که  این فرمانروایان روزی از دایره هستی محو شدند به گونه ای که انگار هرگز نمونه ای از آن ها بر روی زمین نبوده است جز تنها چند تکه فسیل!!!!

دانشمندان و زمین نگاران سالیان متمادیست که بر روی دوره زیست دایناسورها و علل نابودی آن ها به تحقیق و بررسی میپردازند. اما دلیل نابودی دایناسورها همچنان رازی سر به مهر باقی مانده است.

نظریه اول علت انقراض دایناسورها : برخورد شهاب سنگ

بزرگترین و قوی ترین فرضیه ای که برای نابودی دایناسورها همیشه مطرح بوده است برخورد شهاب سنگی به نام "چیکسولوب " میباشد.

چیکسولوب  یکی از بزرگترین رویدادهای برخوردی تاریخ زمین بوده است. این شهاب سنگ 10 کیلومتری، تا کیلومترها بر روی زمین تاثیر گذاشته است به گونه ای که شوک عظیمی با قدرت 5.0×1023 ژول انرژی تقریبا معادل  100000  گیگا تن تی ان تی بر روی زمین وارد شد. این شوک به تنهایی کافی بود تا زمین به مدت 50000 سال نابود از حیات و نیست شود.

این شوک عظیم به وقوع زمستان هسته ای منجر شد و زمین سالها در ابری غلیظ فرو رفت. دانشمندان آثار این شهاب سنگ را در لایه یک کیلومتری زمین یافته اند و این کشف منجر شده که بر این ادعا که دایناسورها بدین طریق از بین رفته اند مطمئن تر شوند.

 با این حال با تحقیقات بیشتر بر روی نشانه های شهاب باران زمین، دانشمندان به نتایج تازه تری دست یافتند. این مشاهدات حاکی از آن است که چیکسولوب  تنها یکی از برخوردهایی بوده است که زمینه نابودی عصر خزندگان را پدید آورده است. زیرا شواهدی از حیات در آن دوره مشاهده شده است پس در این حالت این برخورد به آن اندازه که تصور میشده بزرگ نبوده ونمیتوانسته حداقل 70 درصد بافت گیاهی و جانوری را تخریب کند. در واقع چیکسولوب  یکی از کوچکترین برخوردهای زمین بوده است!

بله دقیقا یکی از کوچک ترین!. مشاهدات حاکی از آن است که زمین در دوره ای مورد حمله شهاب سنگ های غول پیکر بسیاری واقع شد. شهاب سنگ هایی که منشا ورود فلزاتی همچون ایرودیوم در دل سنگ های زمینی شدند، سونامی های مرگبار پدید آوردند و همچنین اتمسفر زمین را به شکل چشمگیری به هم ریختند. در انتها آخرین ضربه کاری نامشخص در 65.5 میلیون سال رخ داد و منجر به نابودی دوسوم از بافت گیاهی و جانوری کره زمین شد.

نشانه هایی از این برخورد وجود دارد که اندازه آن بسیار بزرگتر از چیکولوسکوپ بوده است. این برخوردهای متعدد در کنار همدیگر دوره نابودی نسل های زمین یا (Cretaceous-Paleogene extinction)نام دارد.

نظریه دوم علت انقراض دایناسورها : برخورد سیارک ها و آتشفشان ها

یکی دیگر از نظریات قوی و مطرح درباره انقراض دایناسورها برمیگردد به دوره آتشفشان های عظیم که "سیفون های دیکان" هند از آن به وجود آمده اند.  سیفون های دیکان در واقه منطقه ای عظیم آتشفشانی هستند که در منطقه مرکزی و غرب هندوستان واقع شده اند. این نظریه که درمقابل نظریه برخورد شهاب سنگ قرار دارد. حاکی از آن است که برخورد سیارک هایی با زمین موجب ایجاد تکان های شدید مخرب، ضربه عظیم و داغ و یک سونامی بزرگ در سراسر زمین شده است.  این سونامی مذاب از دل زمین سربرآورد و منجر به پراکنده شدن سطح بالایی از  غبار و ذرات و گاز ها را به هوا بلند شد. این پدیده در مدت زمان زیادی توانست کل سطح زمین را به زیر تلی از غبار فرو ببرد و موجب کاهش تابش نور، یخ بستن اقیانوس ها و سرد شدن سطح زمین شود و بدین گونه نابودی  پروسه فتوسنتز را (جذب نور توسط گیاهان و گونه های حیاتی) به همراه داشته باشد.

نیروی برخورد این سیارک ها با زمین حدودا یک میلیارد برابر بمب هیروشیما تخمین زده شده است. این برخورد قدرتمند موجب پرتاب شدید ذرات خاک و گرد و غبار به سطح اتمسفر زمین شده است و موجبات یک زمستان سراسری چند هزارساله و در پی آن نابودی زیستی گیاهی و جانوری را پدید آورده است.

بنابرین سنگ و خاک و هرچه در اطراف محل برخورد بوده با قوت و سرعت بسیار زیادی به اتمسفر پرتاب شدند و در اثر آن یک سلسله عواملی بوجود آمد که به بروز زمستان سراسری در زمین گشته و بیشتر گونه های حیات را در طی چند روز نابود ساخت.

دایناسورها در این دوره طاقت فرسا نتوانستند خود را با تغییرات شدید جوی وقف دهند و کلیه گونه های آن ها از بین رفتند. البته تعدادی از گونه های پستانداران و گونه های جانوری میکروسکوپی و تک سلولی در اعماق اقیانوس ها از این حادثه عظیم جان سالم به در بردند و توانستند در نسل بعدی حیات زمین حضور داشته باشند.

کلیه دلایل مطرح شده در رابطه با انقراض دایناسورها تنها در حالت فرضیه باقی مانده اند و هنوز هیچ کدام از فرضیه ها نتوانسته اند برای بشر اثبات شوند. زیرا شواهد کافی و مدون از گذشته موجود نیست با این حال ما سعی کردیم دو فرضیه مشهور که بیشترین احتمال صحت را داشته باشد با شما در میان بگذاریم.

آنچه که بر بشر روشن و واضح است تنها یک برخورد عظیم میتوانسته اینگونه زمین را به خوابی چند هزار ساله فرو ببرد و دوران امپراطوری چند صد میلیون ساله خزندگان را به اتمام برساند. اما اینکه این برخورد دقیقا چه بوده ، چه اندازه ای داشته و در کجای زمین رخ داده هنوز رازی سر به مهر است که برای گشودن گره آن باید تحقیقات بسیاری داشته باشیم و شواهد روشن تری به دست آوریم. و کلیه این مراحل باید قبل از برخوردی دیگر انجام شود، قبل از آنکه حیات کنونی زمین نیست و نابود شود

 انقراض این دوره که بنام (Cretaceous-Paleogene extinction) یاد میشود، یکی از بزرگترین رویداد برخورد ها در تاریخ زمین می باشد که در لایه های سنگ نشانه های آن کشف شده است. با اینکه این رویداد بصورت گسترده به مثابه عامل اصلی انقراض نسل ها شمرده میشود، اما بعضی از منتقدین مخالف می گویند که فوسیل های کوچک بدست آمده از خلیج مکسیکو نشان داد که این برخورد مدتها قبل از انقراض نسل ها صورت گرفته و دلیل اصلی نابودی دایناسور ها نمی باشد. دوره آتشفشان های عظیم که سیفون های دیکان هند را در همان دوره های ساخته نیز به مثابه عامل اصلی انقراض ها مطرح شده است. ( سیفون های دیکان در حقیقت یک منطقه عظیم آتشفشانی است که در قسمت های مرکزی – غرب هند قرار دارد). اما در بررسی این هیئت شبیه سازی های کمپیوتری چنان رویداد های زمین ساختی را ترکیب داد که از نظریه برخورد سیارک ها حمایت میکند. شبیه سازی ها نشان داد که چنین یک برخورد باعث ایجاد تکان های شدید مخرب، ضربه عظیم و داغ و یک سونامی بزرگ در سراسر زمین شده است.   

بیشتر از آن این برخورد مقدار زیاد غبار و ذرات و گاز ها را به هوا بلند کرد که به مدت طولانی سطح زمین را پوشانید و باعث کاهش تابش نور، یخ بستن اقیانوس ها و سرد شدن سطح زمین شد و در نتیجه تلفات زیادی را به پروسه فتوسنتز (جذب نور توسط گیاهان و گونه های حیاتی) شد که به نور و انرژی خورشید وابسته بودند. 
به باور دانشمندان این سیارک با نیروی یک میلیارد بار قویتر از بمب منفجر شده در هیروشیما با زمین برخورد نموده است. بنابرین سنگ و خاک و هرچه در اطراف محل برخورد بوده با قوت و سرعت بسیار زیادی به اتموسفیر پرتاب شدند و در اثر آن یک سلسله عواملی بوجود آمد که به بروز زمستان سراسری در زمین گشته و بیشتر گونه های حیات را در طی چند روز نابود ساخت. 

وقتی سیارک به شکل انفجاری بخار شد یک حفره یا گودالی با عمق 30 کیلومتر و با قطری 100 کیلومتر ایجاد نمود که به بلندی کوه های هیمالیا میرسید. در ضمن طی دو دقیقه لبه های حفره به درون یعنی عمیق ترین جاهای حفره سقوط نمود که در نتیجه یک گودال یا حفره کم عمق را بوجود آورد. 
این رویداد وحشتناک چنان تاریکی و زمستان سراسری را بوجود آورد که در نتیجه آن بیش از 70 درصد گونه های حیات شناخته شده را از بین برد. یک نوع پستاندار کوچک و زرنگی که در آن زمان وجود داشت، توانست با محیط خود را سازگار سازد، اما دایناسور های سنگین و بزرگ نتوانستند چنین شرایط دشوار را تحمل کنند که نابودی این موجودات عظیم الجثه راه را برای گسترش پستانداران و در نتیجه پیدایش انسان در زمین هموار ساخت. 

حدود 65 ميليون سال قبل،‌ در پايان دوره كرتاسه و اوایل دوره ترشیاری از عهد مزوزوئیک، بخش بزرگی از خانواده هاي گياهي و جانوري به ناگهان منقرض شدند. در اين انقراض دسته جمعي در كرتاسه- ترتياري (K-T) همه جانوران زمين با وزن بیش از 55 پوند (120 کیلوگرم) منقرض شدند. همان طور كه خيلي از موجودات زنده كوچك تر هم منقرض شدند. اين انقراض ها، صدف ها، بعضی از خانواده های پرندگان و پستانداران کیسه دار، بیش از نیمی از گروه های پلانکتون ها، بسیاری از خانواده های ماهی های استخوان دار، دوکفه ای ها، حلزون ها، اسفنج ها، دايناسورها و گونه های دیگری را نیز شامل مي شد.

پايان این انقراض سرانجام به عصر پستانداران منتهی شد.

تئوری های زیادی درباره این که چرا انقراض دوره های کرتاسه- ترشیاری رخ داده وجود دارد. اما یک تئوری به طور وسیعی مورد قبول همه واقع شده است (این تئوری در سال 1980 به وسیله فیزیکدانی به نام لوییس آلوارز و پسرش والتر آلوارز که یک زمین شناس بود ارایه شد).

تئوری آنها می گوید که حدود 65 میلیون سال قبل یک سیارک چهار تا نه مایلی (15-6 کیلومتری) با زمین برخورد کرده و باعث آتش سوزی های بزرگ (که بر اثر گدازه های داغی که از چاله های ایجاد شده بیرون می ریخته، ایجاد می شده)، سونامی ها، توفان های شدید با بادهای تند و باران های اسیدی تند، فعالیت زلزله ای و شاید حتی فعالیت آتشفشانی شده است. این برخورد می توانسته باعث تغییرات شیمیایی در جو زمین شود و غلظت اسید سولفوریک، اسید نیتریک و فلوراید را افزایش دهد. گرمای ناشی از موج انفجار چاله، همه شکل های زندگی در مسیرش را سوزاند و خاکستر کرد.

به این ترتیب گرد و غبار و مواد آتشفشانی با فشار به داخل جو پرتاب شد و برای ماه ها جلوی بیشتر نور خورشید را گرفت و دما در سطح زمین را پایین آورد. جاندارانی که نمی توانستند خودشان را با تغییرات دما و نور تطبیق دهند می مردند. از آن جایی که انرژی گیاه از خورشید تأمین می شود، احتمالاً گیاهان اولین موجوداتی بودند که به وسیله تغییرات ناشی از آب و هوا تحت تأثیر قرار گرفتند. به این ترتیب بسیاری از خانواده های فیتوپلانکتون ها و گیاهان باید می مردند و در نتیجه سطح اکسیژن کره زمین، هم بر روی خشکی و هم در اقیانوس ها ممکن است به میزان زیادی کاهش یافته باشد. جانورانی که نمی توانسته اند با سطح های پایین تر اکسیژن کره زمین کنار بیایند خفه شده اند.

تغییرات اصلی در زنجیره غذایی می توانسته از همین تغییرات شدید آب و هوایی نتیجه شده باشد. دایناسورهای گیاهخوار که این گیاهان را می خوردند، بعد از مرگ گیاهان خیلی زود از گرسنگی مردند. سپس دایناسورهای گوشتخوار که دایناسورهای گیاهخوار را می خوردند، طعمه هایشان را از دست دادند و باید همدیگر را می خوردند و در نهایت مردند. لاشه های بزرگشان باید برای مدتی غذای جانوران کوچک تر را تأمین کرده باشد.

چاله های برخوردی زیادی که ناشی از برخورد سیارک ها و ستاره های دنباله دار هستند، روی زمین وجود دارند. یک چاله با وسعت 120 مایل یا 180 کیلومتر و با عمق یک مایل (1600 متر) به نام چیکسولوب Chicxulub ، در نوک شبه جزیره یوکاتان در خلیج مکزیکو وجود دارد. تاریخچه این چاله به 65 میلیون سال قبل برمی گردد و شاید نتیجه برخورد شهاب سنگ عصرهای کرتاسه- ترتیاری بوده باشد. مدرکی از سونامی های سراسری دوره کرتاسه- ترشیاری در خلیج مکزیکو پیدا شده است.

چاله شیوا Shiva هم چاله برخوردی بسیار بزرگ دیگری است که در دریای عربی ساحل هند در نزدیکی بمبئی واقع شده. تاریخ این چاله هم به دوره های کرتاسه- ترشیاری، در 65 میلیون سال قبل برمی گردد. یعنی همان موقعی که چاله چیکسولوب هم در نوک شبه جزیره یوکاتان شکل گرفته بود. اگرچه این چاله به خاطر این که کف دریا گسترش پیدا کرده جابجا شده، اما اگر قطعات آن کنار هم قرار بگیرد باید حدود 370 مایل (600 کیلومتر) در 280 مایل (450 کیلومتر) مساحت و 7.5 مایل (12 کیلومتر) عمق داشته باشد (که ممکن است فقط بخشی از یک چاله بزرگ تر باشد). این چاله به وسیله دیرینه شناسی به نام سانکار چاترجی برای شیوا خدای هندو (خدای ویرانی و دوباره نوشدن) نامگذاری شده است.

- تحقیق تازه‌ای که بر روی لایه‌های رسوبی اواخر دوره کرتاسه انجام شده، نشان می‌دهد انفجارهای عظیم آتشفشانی با افزایش دمای زمین و فعالیت‌ زیستی در اعماق اقیانوس همزمان با جاری شدن ماگما در سطح آن باعث انقراض گونه‌ها شده‌اند.

محبوبه عمیدی: انقراض بزرگی که 65 میلیون سال پیش باعث شد هیچ اثری از دایناسورها روی زمین باقی نماند، در نوع خود بی‌سابقه است. شاید یک دلیل ساده باعث شده در این زمان و طی دوره کوتاهی از حیات زمین چیزی حدود 75درصد از گونه‌های ساکن آن منقرض شوند، دو پدیده ویرانگر که به فاصله کمی از یکدیگر در اواخر دوره کرتاسه رخ داده و هر کدام بخش بزرگی از زیست‌بوم‌های روی زمین را هدف گرفته است.

همان‌طور که بارها شنیده‌ایم برخورد یک شهاب‌سنگ با شبه‌جزیره یوکاتان در مکزیک باعث انقراض دایناسورها شد و پس از آن بستر سیر تکاملی سریع و تمایز پستانداران را فراهم کرد؛ اما اینکه این سنگ آسمانی می‌تواند تنها دلیل انقراضی به این گستردگی باشد، سال‌هاست که دارد مورد بحث قرار می‌گیرد.

بسیاری از محققانی که عوامل دیگر را نیز در این انقراض دخیل می‌دانند به انفجارهای آتشفشانی عظیمی در هند اشاره می‌کنند که 100هزار سال پیش از برخورد این شهاب‌سنگ با زمین رخ داده و روند گرمایش جهانی را آغاز کرده است. آنها معتقدند این عامل می‌تواند با افزایش دمای زمین به از بین رفتن گونه‌های متعددی منجر شده باشد؛ آنها تا پیش از این مدارکی برای اثبات چنین فرضیه‌ای نداشتند و این اولین‌بار است که کاوش‌ها درستی ادعای این گروه را اثبات می‌کند.

بزرگترین مشکل این محققان پیدا کردن رگه‌هایی از سنگ‌های رسوبی بود که دقیقا همزمان با این وقایع شکل گرفته و می‌توانستند با حجم قابل‌توجهی از گونه‌های مختلف که درون خود جای دادند، نشان دهند هر کدام از این گونه‌ها درست در چه زمانی منقرض شده است.

به گزارش نیوساینتیست، توماس تابین از دانشگاه واشینگتن در سیاتل به تازگی موفق شده این رگه‌های رسوبی باارزش را در جزیره سیمور که به شبه‌جزیره جنوبگان متصل است، کشف کند. او می‌گوید: «این جزیره یکی از جنوبی‌ترین نقاط روی زمین است و به همین دلیل هر تغییر آب‌وهوایی می‌تواند قدرتمندترین اثرات خود را در آن به خوبی نشان دهد».

تابین دو لایه رسوبی در میان این سنگ‌ها پیدا کرده که در یک دریای کم‌عمق شکل گرفته‌اند و مجموعه‌ای از گونه‌های صدف‌دار را می‌پوشاندند که میلیون‌ها سال پیش منقرض شده‌اند. یکی از لایه‌ها در زمان برخورد شهاب‌سنگ شکل گرفته و دیگری که 40 متر پایین‌تر از آن قرار دارد، شامل گونه‌های دیگری می‌شود که 150هزار سال پیش از آن و در اوج انفجارهای آتشفشانی هند منقرض شده‌اند. مطالعه نسبت ایزوتوپ‌ها توسط تیم تابین نشان می‌دهد در این زمان درجه حرارت اقیانوسی قطبی حدود 7 درجه سانتیگراد بیشتر بود. این افزایش چشمگیر می‌تواند ناشی از گرم‌شدن جهان به دلیل انفجارهای عظیم آتشفشانی هند بوده باشد.

از سوی دیگر مقایسه تعداد گونه‌هایی که در طی این دو اتفاق در مناطق مختلف منقرض شده‌اند، نشان می‌دهد هر پدیده جانداران زیست‌بوم متفاوتی را هدف گرفته است.

پیتر وارد، استاد راهنمای تابین و همکار او می‌گوید: «گونه‌های ساکن اعماق اقیانوس در طی انفجارهای آتشفشانی منقرض شدند. شاید به این دلیل که گرمایش جهانی ناشی از این انفجارها در ابتدا باعث شده سطح فعالیت بیولوژیکی در اقیانوس ها افزایش پیدا کند و در نهایت آنقدر اکسیژن محلول در آب مصرف شده که این آبزیان بر اثر کاهش شدید آن از بین رفته‌اند».

انقراض بعدی که در نتیجه برخورد شهاب‌سنگ با زمین رخ داده، جاندارانی را هدف گرفته که در آب‌های کم‌عمق یا سطحی زندگی می‌کرده‌اند.

این نتایج می‌تواند با مطالعه دیگری که توسط گرتا کلر از دانشگاه پرینستون بر روی میکروفسیل‌ها انجام شده همخوانی داشته باشد. کلر و تیم همکاران او بر روی میکروفسل‌هایی کار کرده‌اند که در اواخر دوره کرتاسه در خلیج بنگال زندگی می‌کردند. کاوش‌های آنها نشان می‌دهد رسوبات دریایی این دوره با رگه‌هایی از بازالت که نتیجه جاری شدن گدازه‌های آتشفشانی صفحه هند است، پوشیده شده است. در نتیجه چیزی حدود نیمی از جانداران طی این انفجارهای آتشفشانی اولیه و قرن‌ها پیش از برخورد شهاب‌سنگ با زمین از بین رفته‌اند.

محققان می‌گویند احتمالا در آینده عوامل دیگری هم به علل انقراض بزرگ دایناسورها اضافه خواهند شد. برخورد شهاب‌سنگ با زمین برای چنین انقراض گسترده ای لازم بوده؛ اما عوامل دیگری به کمک آن آمده‌اند تا زمینه انقراض دایناسورها و ظهور گونه‌های تازه روی زمین فراهم شود.

چه چیزی باغث نابودی و انقراض دایناسور ها شد؟

در زیر آب های سولفات قلیایی شبه جزیره يوکاتان مکزیک، محلی واقع شده است که روزی شاهد کشتار دسته جمعی دایناسور ها بوده است. بیشتر گونه های حیوانی و گیاهی جهان در یک لحظه ی کوتاه منقرض شدند. محققان با نفوذ به درون سنگها، به نشانه هایی از ردپای به جای مانده از دایناسور ها دست پیدا کردند. این ردپا به شناخته شده ترین برخورد شهاب سنگ به زمین مربوط می شود.

شهاب سنگ به تنهایی تهدید بزرگی برای حیات به شمار می رفت، اما شواهد و قرائن نشان از یک عامل بزرگ آتش فشانی داشتند. فوران های آتش فشانی در هند کنونی، باعث بیرون آمدن سنگ های مذاب و گازهای سوز آور شدند که اسیدی شدن اقيانوس ها را در پی داشت. این رخدادها اکوسیستم را مدت ها قبل و بعد از برخورد شهاب سنگ از حالت عادی خارج و ناپایدار کردند. اکنون برخی محققان بر این باورند که ضربه حاصل از برخورد شهاب سنگ بر شدت فوران ها نیز دامن زده بود.

گرچه سرنخ های زیادی به دست آمده است، اما بعضی از آن ها، در تناقض با یکدیگر قرار دارند. پائول رن، زمین شناس مرکز فناوری های زمین شناسی برکلی کالیفرنیا می گوید : ” این عوامل باعث بروز ابهام در هویت قاتل واقعی دایناسورها شده است. بطوریکه هم برخورد شهاب سنگ، هم فوران آتش فشانی و هم هر دو ی این دلایل را می توان عامل نابودی دایناسورها دانست. با اینکه در مشخص کردن زمان حادثه تقریبا دقیق و بی نقص عمل کرده ایم، اما هنوز به جزئیات وقوع این رخداد دست نیافته ایم. پژوهش های یک دهه‌ی اخیر فقط منجر به سخت تر شدن تفکیک میان دو عامل بالقوه فوق الذکر گردیده است. ”

کاملاً واضح است که یک اتفاق بزرگ باعث نابودی همه چیز در حدود ۶۶ میلیون سال قبل شد. این نابودی در لایه های سنگی متعلق به دوره های زمین شناسی کرتاسه و پالئوژن مشهود است. فسیل هایی که در زمان قبل از آن به وفور یافت می شدند، پس از آن رویداد دیگر در سنگ ها رویت نشدند. مطالعه فسیل های یافت شده در مرز میان دو دوره زمین شناسی کرتاسه و پالئوژن نشان می دهد که تقریبا سه مورد از هر چهار گونه گیاهی و جانوری در همان زمان منقرض شده بودند. این انقراض تمام موجودات، از تيراناسوررکس های درنده خو گرفته تا پلانکتون های میکروسکوپی را به کام مرگ کشید.

                                                                                             تهیه کننده:محمد مهدی سعیدی