Dlouhodobě se předpokládalo, že to byla katastrofická událost velkého rozsahu, ale nikoliv výrazně odlišná od ostatních, které jí předcházely. V průběhu geologické minulosti naší planety a vývoje života na ní se odehrálo pět velkých vymírání, označovaných jako „Velká pětka“. Rozsahem největší bylo to, kterým před 252 miliony let začala druhohorní éra, některá další vymírání se pak množstvím vyhubených druhů tomu z konce křídy patrně vyrovnala.
Přesto to však byla právě hromadná extinkce z doby před 66 miliony let, která naprosto vystupuje z řady a dá se označit za jedno z největších kataklyzmat, které postihlo rozvinutý komplexní život v poslední půlmiliardě let. Zatímco ostatní velká vymírání trvala typicky desítky až stovky tisíc, nebo dokonce miliony let, to poslední způsobily pouze dva z časového hlediska naprosto nepatrné důsledky dopadu mimozemského tělesa. A zatímco tak přelom jiných geologických období nemůžeme stanovit s nijak velkou přesností (z hlediska délky trvání lidského života), u vymírání K-Pg je tomu naopak.
Druhohorní éru a křídovou periodu totiž můžeme považovat za ukončené v jednom jediném okamžiku, a to ve chvíli, kdy do dna mělkého moře v oblasti dnešního Mexického zálivu drtivou silou udeřilo biliony tun vážící mimozemské těleso, známé jako chicxulubský bolid či meteorit (správněji však planetka, která při impaktu vytvořila kráter Chicxulub). V tu chvíli skončila druhohorní éra, trvající přibližně 186 milionů let.
Chicxulubský kráter v představě ilustrátora
V tento krásný, na severní polokouli jarní den asi před 66 040 000 lety byla přerušena niť táhnoucí se napříč 68 miliardami dnů v průběhu triasu, jury a křídy, monumentálního „Středověku Země“ nebo také vznešené „Éry plazů“. Katastrofické důsledky impaktu pak o vyhynutí neptačích dinosaurů a prakticky i všech dalších suchozemských živočichů, větších než labrador, rozhodly již v první den období paleocénu, tedy na úplném začátku éry kenozoika.
Skutečně trvalo méně než 24 hodin, než bylo rozhodnuto o osudu dynastie, která ovládala suchozemské ekosystémy této planety po dobu závratných 135 milionů let (a existovala ještě zhruba o 40 milionů let déle). V geologické historii této planety se nikdy předtím (ačkoliv docházelo i k větším impaktům, ale to ještě v nepřítomnosti rozvinutého života) ani potom podobná převratná událost neuskutečnila.
Lidé zde být nemuseli
Nové výzkumy z posledních let nám dodaly dostatek informací, abychom konečně tuto událost mohli náležitě docenit. Je nejspíš načase, abychom nejčernějšímu, pro nás však naopak nejšťastnějšímu, dni v historii života na Zemi přisoudili jeho skutečnou váhu. Den, kdy dopadla smrtící planetka do proto-karibské oblasti současného Mexického zálivu, je patrně nejvýznamnějším dnem v posledních třech a půl miliardách let. A tato událost by měla být pojímána jako nejvýznamnější v dějinách vývoje obratlovců a člověka zvlášť.
Možnost, že bychom tu dnes bez ní nebyli, totiž nelze brát nadále jen jako určitou pravděpodobnost, ale spíše jako nezpochybnitelnou jistotu. Nejspíš není taková představa v dohledné době reálná, ale přinejmenším v hodinách přírodopisu by se o katastrofě na konci křídy mělo vyučovat v samostatné hodině (jakkoliv je autor článku jako bývalý pedagog dobře obeznámen se skutečností, že celému vývoji života je v hodinách přírodopisu věnováno sotva několik hodin v průběhu celého druhého stupně).
Tato tvrzení mohou vyznívat poněkud troufale a okázale, ale zakládají se zcela na aktuálních poznatcích a na stále podrobnějších vědomostních základech, upevňovaných novými odbornými pracemi. Ty jsou zaměřeny na výzkum mechanismu vzniku a stavby kráteru Chicxulub, na podrobnou sedimentologii a paleontologii lokalit s vrstvami z rozhraní K-Pg (zejména pak lokalitou Tanis a dalšími lokalitami v rámci souvrství Hell Creek. Ale také lokalitami v Antarktidě, Argentině, Španělsku, Maroku nebo Číně), a představují například také moderní výpočetní technikou podpořené teoretické práce o fyzikálních účincích drtivého impaktu.
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 3000 km jižně od tohoto místa.
Tato problematika je dnes již natolik podrobně zkoumána a popsána, že jen základní literatura by čítala tisíce prací. Zde se rovněž omezíme jen na jeden segment této složité události – na přímé účinky dopadu na suchozemské organizmy. Vynecháme tedy otázku vymírání mořských druhů, ačkoliv i ta je velmi významná a zaslouží si proto bedlivou pozornost.
Skutečně byla zkáza tak rozsáhlá, že již po několika hodinách od dopadu na celém povrchu souší nežil jediný větší živočich a prakticky všichni neptačí dinosauři, ptakoještěři a mnozí další tvorové byli mrtví? Je vůbec možné, aby nějaká síla dokázala vyhladit takřka najednou na celém povrchu planety biliony živočichů do takové míry, že než skončil první den třetihor, představovala dříve živoucí Země s velkou biodiverzitou archosaurních plazů a mnoha dalších obratlovců po pouhých desítkách minut jeden obří gigantický hřbitov?
Když nastalo peklo na Zemi
Může se to zdát neuvěřitelné a snad i poněkud kontroverzní, ale všechny základní a ověřené geologické a paleontologické doklady tuto verzi událostí víceméně plně podporují. V jeden zpočátku běžný jarní den na konci křídové periody nastalo nepředstavitelné peklo, které se stalo zároveň největším masovým zabíjením živočichů v historii naší planety.
Ale zpět k původní otázce – jak vůbec k tomuto děsivému dramatu, o kterém jsme se v jeho plném rozsahu dozvěděli teprve nedávno, mohlo dojít? Odpověď se ukrývá v mechanismu, kterým asteroid odkudsi z dálav hlavního pásu planetek pronikl do pozemské atmosféry a jakou rychlostí a pod jakým úhlem udeřil do povrchu naší planety. A abychom nezapomněli – tou možná nejdůležitější okolností bylo chemické složení terčových hornin, tedy sedimentů, do nichž planetka narazila a velkou část jich roztavila a vyhodila vysoko do atmosféry.
Poslové pekla měli dvojí podobu – ohně a ledu. Nejdříve to byla extrémně horká tepelná vlna, která zaplavila povrch všech kontinentů na dobu desítek minut až jednotek hodin – nebyla to dlouhá doba, ale k vyhubení nepředstavitelně velkého množství živočichů bohatě stačila. Ti šťastnější, kteří se dokázali schovat pod zemský povrch nebo pod hladinu vody, pak museli čelit až třem rokům krutého mrazu, kdy původní tropické teploty kolem 30 °C vystřídaly v řádů pouhých týdnů ledové roky impaktní zimy.
Zdecimované populace dinosaurů a dalších převážně teplomilných plazů zvyklých na tropické podmínky musely čelit náhlému poklesu teploty asi o 30 až 40 °C! Intenzita slunečního svitu byla clonou z prachu a popela vyhozeného vysoko do atmosféry při impaktu zredukována asi o 20 %, což stačilo k tomu, aby se zcela rozpadly potravní řetězce – lesní porosty po celém povrchu planety byly navíc už dříve zničeny ohnivými bouřemi (masivními požáry velkého rozsahu) a vegetace shořela v průběhu několika hodin na velké části souší (jak je doloženo i z tak vzdálených oblastí, jako je Severní Dakota nebo Nový Zéland).
Impaktní zima a nedostatek slunečního světla pak zdecimovaly i mnohé další porosty, protože semena rostlin nemohla za daných podmínek řádně vyklíčit. A i když si rostliny v průběhu vymírání vedly vesměs podstatně lépe než živočichové, také ve skladbě rostlinných společenstev na přelomu křídy a paleogénu (zejména na nejvíce postižených územích obou Amerik) nastávají dobře rozeznatelné změny.
Vyhrál, kdo se mohl schovat pod zem
Vraťme se však k onomu nejvíce brutálnímu momentu, tedy k prvním hodinám po dopadu planetky. Co bylo tou rozhodující ranou, která byla dinosaurům a mnoha jejich současníkům zasazena? Byla to podle všeho právě ona drastická tepelná vlna, vůči které neměli suchozemští živočichové prakticky žádnou možnost ochrany. Evoluce jejich předky za celé desítky milionů let nemohla naučit, jak se ochránit před účinky takové katastrofy, ať už jakýmkoliv anatomickým, fyziologickým nebo behaviorálním znakem.
Přeživší vděčili za svůj život pouhé slepé náhodě a jen jednu věc přitom měli společnou – schopnost schovat se na několik desítek minut až hodin do podzemních doupat nebo pod hladinu vody. Kdo něco takového nezvládl, neměl přinejmenším na území Severní Ameriky prakticky žádnou šanci přežít. Infračervená radiace vyvolaná návratem impaktních sférulí do nižších vrstev atmosféry, která zasáhla povrch souší po celém světě, působila na pozemský život jako horkovzdušná trouba pracující na maximální výkon. Teplota vzduchu se zvýšila snad až na několik stovek stupňů Celsia přinejmenším po dobu v řádu desítek minut.
Drobně kulovité částečky (sferule), které vytvořilo teplo při nárazu meteoritu na dnešním Yukatánu.
Je pravděpodobné, že téměř všechna exponovaná vegetace rychle vzplanula, přičemž rozsáhlé požáry a ohnivé bouře zachvátily v krátkém čase většinu lesních porostů celého světa. K tomu došlo pravděpodobně již v prvních 24 hodinách po dopadu, tedy v průběhu prvního dne paleocénu (ačkoliv žhavý materiál vyvržený z místa dopadu „pršel“ po dobu celých tří dnů). Ke slovu pak přišlo také zamoření atmosféry prachem a výpary vzniklými po dopadu, zastínění slunečního záření, celosvětové kyselé deště, impaktní zima a další vedlejší formy poškození biosféry, které přetrvávaly po další staletí až tisíciletí.
Pro nás je však podstatné, že v té době již dinosauři mimo přeživších ptačích druhů neexistovali. Nevymírali tedy dlouhou dobu vlivem postupného ubývání vhodných prostředí k životu, plíživými změnami v ekosystémech nebo vymizením vhodných zdrojů potravy jako mnoho druhů organismů před nimi i po nich. Neptačí dinosauři zmizeli v řádu pouhých hodin až dní, což je z geologického hlediska méně než mrknutí oka. Aniž to kdokoliv z nich mohl tušit, v jednu chvíli byli ještě pomyslnými pány souší, tak jako v předchozích více než sto milionech let, a jen o chvíli později byl jejich osud zpečetěn.
Žádná zkušenost z předchozích geologických období nemohla tehdejší organismy připravit a v jakémkoliv smyslu adaptovat na drastickou změnu, které byly vystaveny ne postupně po dobu tisíců generací, ale jen za dobu jedné otočky planety Země kolem její osy. Nepočítaje extrémně intenzivní zemětřesení o síle až 11 stupňů (intenzitou dalece přesahující jakékoliv člověkem zaznamenané zemětřesení) i vzedmuté stojaté vody zvané séše a impaktní tsunami, které nepochybně rovněž zahubily nepřeberné množství živočichů.
Ani chvilku navíc po dopadu planetky před cca 66 miliony lety nedostali dinosauři podle nově zpřesněného určení okamžiku jejich vyhynutí.
Kromě tlakové vlny, která zabíjela prakticky všechny větší živočichy až do vzdáleností kolem 1 800 kilometrů od místa dopadu byl tedy hlavním a nejrychlejším zabijákem tepelný žár, uvolňovaný již zmíněnými sférulemi, vracejícími se do nižších vrstev atmosféry v prvních minutách až hodinách po dopadu. Existoval však ještě jeden způsob, kterým mohly být tehdy účinně zapáleny lesní porosty – přímý žár „ohnivé koule“, tedy oblaku extrémně zahřátého plazmatu, vzešlého přímo z impaktu. Tento útvar, jehož teplota na počátku přesahovala 10 000 °C, zapálil dle odhadů všechny porosty do vzdálenosti až 1 500 kilometrů, tedy například i na tehdejším pobřeží Mexika.
Důkazem jsou ostatně i samotné objevy mohutných vrstev uhlí, uloženého postupným splachem vodstva zpět do kráteru. Z materiálu vyvrženého po dopadu vysoko do atmosféry menší část (asi 20 až 30 %) překonala únikovou rychlost a odletěla do vesmíru, většina se ovšem po balistických křivkách začala vracet zpět k povrchu Země. Po vstupu do nižších vrstev atmosféry se tato drobná tělesa extrémně zahřívala a intenzivní infračervené záření doslova usmažilo všechny nechráněné organismy, od mušek přes želvy až po tyranosaury.
Žár a tsunami
Některé výzkumy dokládají, že i přes odmítavá stanoviska mnohých badatelů bylo navýšení teploty atmosféry dostatečné, aby i ve vzdálenostech kolem 7 tisíc kilometrů od místa dopadu začaly velmi rychle hořet velké porosty pralesů (a nejspíš byli zahubeni i všichni jejich obyvatelé, kteří se nemohli schovat do podzemních doupat nebo pod hladinu vody). A zde se ke slovu dostává i zcela nový výzkum, publikovaný v periodiku Scientific Report. Mezinárodní tým badatelů v něm referuje o objevu lokality se sedimenty z rozhraní K-Pg (datovaných na 66,12 (± 0,65) milionu let) v mexickém státě Baja California.
Takzvané rozhraní K-Pg (křída-paleogén), tedy geologická hranice mezi druhohorní a třetihorní érou, na snímku z amerického Colorada. Je dobře viditelné díky tmavé až černé tenké vrstvě s vysokou koncentrací jinak vzácného prvku iridia. Na snímku je ještě zdůrazněna bílou úsečkou.
Tato lokalita představující původní pobřeží se v době impaktu nacházela asi 1 200 kilometrů od epicentra dopadu a velmi dobře dokládá intenzitu této kataklyzmatické události. Přítomny jsou fosilie korálů, měkkýšů, šokového křemene, andezitického tufu a ohořelých fosilizovaných kmenů dřevin.
Autoři práce nález interpretují jako přímý výsledek impaktu, kdy žárová vlna sežehla místní poroty stromů a krátce nato je spolu s dalším materiálem spláchla megatsunami vyvolaná dopadem a následnou zemětřesnou vlnou. Zatímco k žárovému poškození vegetace došlo v řádu desítek sekund až jednotek minut, tsunami na toto místo dorazila za několik desítek minut. Zemětřesná vlna sem rychlostí 6 až 8 kilometrů za sekundu dorazila dle odhadu asi po 5 až 7 minutách od dopadu, tepelná radiace pak zasáhla toto místo nejspíš ještě o trochu dříve.
Výzkum zuhelnatělých částí rostlin Ramanovou spektroskopií určil, že působící teplota z šířícího se oblaku plazmatu nebo vlivem dopadajících sférulí zde dosáhla hodnoty mezi 395 °C až 1022 °C (se střední hodnotou kolem 716 °C). Stromy zde tedy ohořely velmi krátce po dopadu a nebýt zemětřesných sesuvů, veškeré lesní i keřové porosty by zde nejspíš velmi rychle lehly popelem. Sami autoři konstatují, že výsledek jejich výzkumu dokazuje, že přece jen mohly poslední křídové porosty vzplát na velkém území naší planety snadněji, než se někteří skeptičtí autoři domnívají. Ačkoliv byly původní odhady průměrné globální „síly“ tepelné destrukce poněkud sníženy (z přibližně 260 °C působících na povrch po dobu jedné až několika hodin na zhruba 100 až 200 °C působících asi po dobu 30 minut), k vyhubení významné většiny ničím nechráněných živočichů to určitě mohlo stačit.
V kombinaci s následnou impaktní zimou a celosvětovým zamořením vodstev kyselými dešti byla taková rána nejen pro lancijskou faunu posledních žijících neptačích dinosaurů nepochybně smrtící. O katastrofě na konci křídy samozřejmě ještě mnoho věcí neznáme a některé z výše uvedených skutečností mohou být s dalšími objevy přehodnoceny. Jisté však je, že pokud se některý den v historii naší planety dá nazvat příchodem pekla či biblického armageddonu, pak je to právě ten, ve kterém došlo ke srážce vesmírného balvanu o velikosti Mount Everestu se Zemí.
Je to den, kdy během malé chvilky skončila celá jedna geologická éra a zároveň začala nová, během níž byl vývoj vyšších obratlovců do značné míry restartován a nabral jiný směr, přičemž jedním z výsledků tohoto nového a nečekaného kurzu jsme i my sami. Člověk, pes, netopýr, kolibřík ani pštros nebyli evolucí předem vybráni a jejich vznik nebyl v žádném případě předurčen. Všechny živé bytosti, které dnes vidíme kolem sebe, jsou potomky oněch super-odolných nebo jen veliké štěstí majících tvorů, kteří byli naživu právě v den, kdy se odehrála tato nepředstavitelná katastrofa… a šťastnou shodou náhod tehdy přežili, aby jejich potomci mohli osídlit a nakonec i opanovat nový svět raného kenozoika.
Článek vznikl pro Dinosaurusblog Vladimíra Sochy a byl redakčně upraven. Původní verzi včetně bohatého odkazového rejstříku najdete zde.
