Řádově biliony tun těžké těleso z kamene a kovu se přiřítilo při dvacetinásobku rychlosti náboje vystřeleného z pušky a po dopadu rozpoutalo peklo v okruhu stovek až tisíců kilometrů od epicentra dopadu. Možnou hlavní příčinou pátého hromadného vymírání na konci křídy, ale mohl být asi několik let až desetiletí trvající mráz, vyvolaný zastíněním slunečního záření vyvrženým materiálem z impaktu.
Smrtící horko
Ponuré a tragické impaktní zimě však předcházelo kratší, o to však drastičtější období globálního zabíjení organismů tepelným zářením. Možná právě tato událost následující bezprostředně po dopadu a trvající jen minuty až hodiny, byla hlavní příčinou vymírání, které změnilo běh dějin života na Zemi.
V roce 2004 byla publikována vědecká práce, která nese výmluvný název „Přežití v prvních hodinách kenozoika“. Studie se zabývá právě smrtícími fyzikálními efekty dopadu planetky a jejich účinkem na tehdejší biotu. Ačkoliv některé údaje (odhady hmotnosti planetky, trajektorie jejího letu, množství vyvrženého materiálu apod.) již byly za uplynulých 16 let zpřesněny a aktualizovány, hlavní zjištění v této práci jsou stále platná. Pětice autorů, mezi kterými nechybějí odborníci na geologii, fyziku i paleontologii, v úvodu své práce konstatuje, že smrtícím faktorem byla intenzivní infračervená radiace z vyvržených částeček roztavené horniny vracejících se po balistické křivce do nižších vrstev atmosféry.
Globální tepelná vlna následně zahubila všechny organismy, které nebyly chráněny, a to například vrstvou země, horniny nebo vodním sloupcem. Ani úkryt v podobě doupěte, nory nebo jezera nemusel být dostatečným útočištěm, protože žárový pulz zapálil prakticky po celém světě velké rozlohy lesních porostů. Saze z požárů kontaminovaly i pevninská vodstva a ztížily nebo znemožnily život několika procentům šťastných obratlovců, kteří se zachránili v prvních minutách sálajícího pekla.
Zjištění jsou přitom do značné míry konzistentní s interpretací fosilního záznamu, ukazujícího, že šanci na přežití měli nejspíš jen malí tvorové zhruba do hmotnosti 25 kg, schopní schovat se do podzemního nebo vodního úkrytu. Již v době publikování zesnulý Douglas S. Robertson se svými kolegy v úvodu práce uvedl, že pravděpodobně vyřešili dlouho odolávající záhadu selektivity (výběrovosti) vymírání na konci křídy.
Až do začátku 21. století totiž nebylo jasné, proč například krokodýli a želvy, jakožto studenokrevní plazi, a dokonce i ekologicky zranitelné žáby, tuto katastrofu s určitou ztrátou své původní biodiverzity přežily, zatímco dinosauři nikoliv. Nyní už víme, že se do značné míry jednalo i o náhodu a ve hře bylo v jistém smyslu pouhé štěstí – totiž být v osudnou chvíli na správném místě a moci se ukrýt na dostatečně dlouhou dobu.
Platilo to pouze pro vodní živočichy a relativně malé suchozemské tvory, kteří se mohli schovat pod zem, mezi skály, do jeskyní, pod hustou vodní vegetaci a přímo pod hladinu. Přežít mohla také embrya v některých vajíčkách, dále semena a spory rostlin, případně jejich kořeny, oddenky apod. Všechny ostatní makroskopické suchozemské formy organismů byly nejspíš zahubeny. Ačkoliv někteří dinosauři dokázali vyhrabávat nory a v nich po určitou dobu přebývat, byly to nejspíš jen výjimečné případy. Tyranosauři, triceratopsové ani ostatní velcí dinosauři z jiných kontinentů, žijící před 66 miliony let, takové štěstí samozřejmě neměli.
Pokud mají pravdu autoři zmíněné studie, vývoj trvající stovky milionů let byl celosvětově zvrácen za pouhé minuty až hodiny jednoho osudového dne na přelomu křídy a paleocénu.První den kenozoika (či třetihor, chcete-li) proměnil živý svět v gigantické globální pohřebiště s miliardami ohořelých mrtvol a spálenými lesy prakticky na všech tehdejších pevninách.
Lokalita Tanis na území Severní Dakoty je patrně vůbec prvním místem, na kterém můžeme podrobně studovat účinky dopadu na tehdejší ekosystémy takřka pouhé desítky minut až hodiny po samotném impaktu. Planetka, která vytvořila kráter Chicxulub, se srazila se Zemí zhruba 3 tisíce km jižně od tohoto místa.
Z fyzikálního hlediska je jistě možné konstatovat, že ani úkryt nebyl jistotou pro přežití, jeho absence však znamenala prakticky jistou smrt. Důvodem byla právě krátkodobá událost smrtícího tepelného infračerveného záření, která odezněla zhruba po několika hodinách, mohla ovšem napáchat vůbec největší škody na biosféře. Možná že všechny další události, tedy dlouhodobý mráz, obří tsunami, kolaps trofických sítí a mnoho dalšího už byl jen jakousi „poslední ranou z milosti“ světu zasaženému touto úvodní drastickou pohromou.
Co ukázaly sférule
Důkazem pro tuto teorii jsou zejména objevy impaktních sférulí – malých kuliček roztavené hmoty, která byla vyvržena při dopadu planetky. Ve vrstvě K-Pg jsou objevovány na mnoha lokalitách po celém světě, pravděpodobně se tedy jednalo o globální fenomén. Ohromná kinetická energie těchto přetavených částeček hmoty se při vstupu do atmosféry měnila na energii termální.
V roce 1990 odhadl nedávno zesnulý geofyzik H. Jay Melosh, že v atmosféře byla takto uložena energie asi 1,3–5 × 108 J/m2, což je mimochodem mnohem víc, než by uvolnila souhrnná exploze všech existujících jaderných zbraní. Stejný autor se domnívá, že teplota se ve výšce kolem 70 kilometrů nad povrchem na několik hodin udržela na děsivé hodnotě 800 až 1100 K (527 až 827 °C).
Podle odhadů množství sférulí se zdá být pravděpodobné, že dokonce i ve vzdálenostech nad 7 000 km od místa dopadu byla teplota vzduchu nad zemí dostatečná k tomu, aby se zde samovolně vznítily porosty dřevin. Insolace (tok sluneční energie na zemský povrch bez atmosféry) od Slunce v zenitu činí v ideální představě necelých 1,4 kW/m2 (reálná hodnota insolace zemského povrchu je však v průměru jen asi 342 W/m2), zatímco po dopadu to mělo být na dobu jedné až několika hodin přibližně 10 kW/m2.
Hodnota zhruba odpovídá vnitřku trouby zapnuté na teplotu grilování (až kolem 260 °C)! Později nicméně sám Melosh tyto odhady snížil (5 kW/m2 po dobu 30 minut, což již nebylo pro spontánní zažehnutí globálních požárů dostačující). Tepelná energie při zemském povrchu byla každopádně koncentrována do vzdálenosti 6 000 km od místa dopadu a zároveň na jeho antipodu (protilehlém místě na povrchu Země). Podle výpočtů Meloshe a jeho následovníků byla tepelná energie při povrchu natolik velká, že mohla zažehnout veškerý hořlavý materiál, a to všude, kde nebyl povrch chráněn hustými oblaky.
Právě oblačnost byla jedním z mála faktorů, které mohly alespoň nějakou dobu ochránit organismy před smrtící infračervenou radiací, která by přicházela z celé oblohy a udržela nebe po dobu až několika hodin strašidelně „rozsvícené“ do ruda. Co se týká dostatečného odstínění pro živočichy na povrchu (kteří se nemohli schovat pod zem nebo do vody), neochránil je ani baldachýn listoví lesních porostů (které ostatně velmi brzy vzplály), ani menší skalní převisy, rokliny nebo osaměle stojící stromy a skály. Jedinou šancí byly například jeskyně, ani ty vzhledem k rozsahu destrukce nemohly zachránit celé populace větších zvířat.
Celosvětové požáry se podle původních odhadů nešířily postupně z jedné oblasti do druhé, ale vzhledem ke globálnímu šíření tepelné vlny vzplály po celé zeměkouli (na všech místech s přítomností hořlavého materiálu) prakticky najednou. V době, kdy hořely porosty pralesů od Colorada po Nový Zéland, už byla drtivá většina dinosaurů a mnoha jiných tehdejších obratlovců zahubena tepelným zářením.
V místech vzdálenějších od dopadu a prostých hořlavého materiálu (zejména lesních porostů) se teplota při povrchu zvýšila pouze asi o 10 K, což stále umožňovalo menším obratlovcům dýchat, aniž by si přitom poškodili membrány svého respiračního ústrojí. Přesto i zde museli pro přežití najít úkryt, který zabránil tomu, aby jejich kůže absorbovala smrtelné množství tepelného záření. Výpočty ukázaly, že i v případě kompletního shoření biomasy by se podíl kyslíku v atmosféře snížil o méně než 1 %, lokálně by ovšem mohlo docházet k anoxiím způsobeným požáry (podobně jako v případě některých bombardovaných měst za druhé světové války). Před těmito událostmi byli ochráněni pouze někteří pod hladinou vody přebývající živočichové.
Záchrana pod zemí
V případě tvorů žijících v norách měly podstatně větší šanci přežít druhy, které obývaly pouštní a polopouštní, polární či vysokohorské prostředí v blízkosti mořského pobřeží (kde konvektivní větry vanoucí od moře směrem k ohni mohly rychleji kyslík doplnit). Výpočty dále ukázaly, že ke zvýšení teploty o jediný stupeň K v hloubce pouhých 10 cm pod povrchem by muselo infračervené tepelné záření působit po dobu 2 až 20 hod.
Dá se tedy konstatovat, že jakýkoliv živočich, který se mohl schovat na dobu několika hodin až několika dní pod zem do hloubky alespoň jednoho decimetru, byl teoreticky v bezpečí. Samozřejmě to však platilo jen pro oblasti bez hustší vegetace (požáry a anoxie), ve větší vzdálenosti od mořského pobřeží (tsunami) a v širokém okruhu stovek kilometrů od samotného místa dopadu (tlaková vlna apod.).
Ve vodě byli dokonce živočichové chráněni již v řádu milimetrových hloubek pod hladinou. Většina infračervené tepelné energie je totiž spotřebována již v několika prvních mikrometrech vody spolu se zahřátím jejího povrchu, a ačkoliv se tepelná energie může dostat i hlouběji vlivem turbulentních proudů a působení větru na vodní sloupec, nejednalo se nejspíš o kritický faktor.
Autoři studie konstatovali, že významným důkazem pro jejich hypotézu je rovněž velké množství uhlíku ze spáleného materiálu, objevené ve vrstvě z přelomu křídy a paleogénu na více lokalitách po celém světě. Ačkoli se o jeho relativním množství stále vedou spory, je jisté, že tyto objevy nejspíš dokládají ohromné požáry na globální úrovni. Podle nejodvážnějších předpokladů před 66 miliony let shořela prakticky veškerá nadzemní vegetace, což ostatně podporuje i tzv. fern spike („kapradinová špička“ – náhlé extrémní navýšení kapradinových spor ve fosilním záznamu, svědčící o výrazné plošné devastaci rostlinných společenstev).
Idealizovaná krajina raného paleocénu na území jihoamerické Patagonie (geologický věk dan, asi před 66,0 až 61,6 milionu let). Svět, který teprve před nedávnou dobou „přišel o své dinosaury“, dál si však podržel extrémně horké globální klima. Nastala expanzivní vývojová radiace některých skupin savců a objevily se také první tropické pralesy „moderního typu“.
Autoři dále pojednávají o vzorcích selektivity vymírání, který je v poměrné dobré shodě s jejich scénářem událostí po dopadu. Jejich vývody jsou mimochodem potvrzovány i novějšími objevy, například doloženým vývojem drobných savců na území Colorada v tisíciletích až stovkách tisíc let po dopadu. Ačkoliv mnozí paleontologové s touto verzí událostí nesouhlasí a poukazují na jeho pravděpodobně „přehnanou brutalitu“, je prakticky jisté, že krátce po dopadu se rozpoutalo děsivé peklo, které dalece překonávalo i vize globální jaderné války moderního věku.
Nezbývá nám než doufat, že lidstvo bude podobné hrůzy ušetřeno – ať již by mělo mít podobu dalšího kamenného vesmírného návštěvníka či nastat naší vlastní vinou, tedy postupným zničením životních prostředí celého světa nebo již zmíněným jaderným konfliktem.
Článek vznikl pro Dinosaurusblog Vladimíra Sochy a byl redakčně upraven. Původní verzi včetně bohatého odkazového rejstříku najdete zde.
