Είναι περιοδικές οι μαζικές εξαφανίσεις ειδών;

«Αυτό που μπορεί να υποστηριχθεί χωρίς αποδεικτικά στοιχεία, μπορεί να απορριφθεί χωρίς αποδεικτικά στοιχεία» Christopher Hitchens[1949-2011], Αγγλοαμερικανός συγγραφέας και αρθρογράφος.

Το οριακό στρώμα της Κρητιδικού-Παλαιογενούς είναι πολύ διακριτό στο ιζηματογενές αρχείο, αλλά είναι το λεπτό στρώμα τέφρας και η στοιχειακή του σύνθεση, που μας διδάσκει για την εξωγήινη προέλευση της πρόσκρουσης που προκάλεσε το συμβάν μαζικής εξαφάνισης. Εικόνα: James Van Gundy.

Πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια, ένας τεράστιος αστεροειδής, ίσως πέντε με δέκα χιλιόμετρα, χτύπησε τη Γη με ταχύτητες πάνω από 20.000 μίλια την ώρα. Μετά την καταστροφική αυτή σύγκρουση, οι γιγαντιαίοι δεινόσαυροι που είχαν κυριαρχήσει στην Γη για πάνω από 100 εκατομμύρια χρόνια, εξοντώθηκαν.

Στην πραγματικότητα, περίπου το 30% όλων των ειδών που επί του παρόντος υπάρχουν στη Γη εκείνη τη στιγμή χάθηκαν. Δεν ήταν η πρώτη φορά που ο πλανήτης μας είχε πληγεί από ένα τόσο καταστροφικό αντικείμενο και δεδομένου του τι βρίσκεται εκεί έξω, πιθανότατα δεν θα είναι το τελευταίο. Για κάποιο διάστημα επικρατούσε η ιδέα ότι αυτά τα γεγονότα στην πραγματικότητα είναι περιοδικά, επειδή προκαλούνται από την κίνηση του Ήλιου μέσω του γαλαξία.

Αν συμβαίνει αυτό, είμαστε σε θέση να προβλέψουμε πότε έρχεται το επόμενο γεγονός; Το να χτυπηθείς από ένα τεράστιο κομμάτι από ταχέως μετακινούμενα συντρίμμια είναι πάντα ένας κίνδυνος, αλλά πρέπει να τονισθεί ότι ο κίνδυνος ήταν μεγαλύτερος κατά τις πρώτες ημέρες του Ηλιακού Συστήματος. Υπάρχει πάντοτε στο βάθος η μαζική εξαφάνιση, αλλά το κλειδί είναι να ποσοτικοποιήσουμε αυτόν τον κίνδυνο με ακρίβεια.

Οι απειλές εξαφάνισης στο Ηλιακό μας Σύστημα - από τον κοσμικό βομβαρδισμό - γενικά προέρχονται από δύο πηγές: τη ζώνη αστεροειδών ανάμεσα στον Άρη και τον Δία και τη ζώνη Kuiper και το σύννεφο Oort, που ξεπερνούν την τροχιά του Ποσειδώνα.

Για την ζώνη αστεροειδών, την ύποπτη (αλλά όχι την οριστική) ως προέλευση του ουράνιου σώματος που δολοφόνησε τους δεινόσαυρους, οι πιθανότητες να μας χτυπήσει ένα μεγάλο αντικείμενο μειώνονται σημαντικά με την πάροδο του χρόνου. Υπάρχει ένας καλός λόγος για αυτό: η ποσότητα υλικού μεταξύ του Άρη και του Δία εξαντλείται με την πάροδο του χρόνου, χωρίς κάποιο μηχανισμό για την αναπλήρωσή του. Μπορούμε να το κατανοήσουμε εξετάζοντας μερικά πράγματα: τα νεαρά ηλιακά συστήματα, πρώιμα μοντέλα του δικού μας ηλιακού συστήματος, και οι περισσότεροι βραχώδεις κόσμοι χωρίς ιδιαίτερα δραστικές γεωλογίες: τη Σελήνη, τον Ερμή και τα περισσότερα φεγγάρια του Δία και του Κρόνου.

Η ιστορία των προσκρούσεων στο Ηλιακό μας Σύστημα είναι κυριολεκτικά γραμμένη σε κόσμους όπως η Σελήνη. Όπου τα σεληνιακά υψίπεδα είναι - τα ελαφρύτερα σημεία - μπορούμε να δούμε μια μακρόχρονη ιστορία από κρατήρες, που χρονολογούνται μέχρι τις πρώτες μέρες του Ηλιακού Συστήματος: περισσότερο από 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Υπάρχουν πολλοί μεγάλοι κρατήρες με μικρότερους μέσα: αποδεικτικά στοιχεία ότι υπήρξε ένα απίστευτα υψηλό επίπεδο δραστηριότητας προσκρούσεων από νωρίς. Ωστόσο, εάν κοιτάξετε τις σκοτεινές περιοχές (τις σεληνιακές θάλασσες- Μαρίες τεράστιες λίμνες στερεοποιημένης αρχαίας βασαλτικής λάβας), μπορείτε να δείτε μέσα πολύ λιγότερους κρατήρες. Η ραδιομετρική χρονολόγηση δείχνει ότι οι περισσότερες από αυτές τις περιοχές είναι μεταξύ 3 και 3,5 δισεκατομμυρίων ετών, ακόμη και αυτό είναι αρκετά διαφορετικό ώστε ο αριθμός των κρατήρων είναι πολύ μικρότερος. Οι νεώτερες περιοχές, που βρίσκονται στο Oceanus Procellarum (η μεγαλύτερη Μαρέα στο φεγγάρι), έχουν ηλικία μόλις 1,2 δισεκατομμυρίων ετών και είναι με τους λιγότερους κρατήρες.

Από τα στοιχεία αυτά, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ζώνη των αστεροειδών γίνεται όλο και πιο αραιά με την πάροδο του χρόνου, καθώς μειώνεται ο ρυθμός καταστροφής. Κάποια στιγμή κατά τα επόμενα λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, η Γη θα πρέπει να βιώσει την μεγάλη πρόσκρουση με αστεροειδή και αν υπάρχει ακόμα ζωή στον κόσμο, η τελευταία μαζική εξαφάνιση θα είναι γεγονός.

Η ζώνη των αστεροειδών είναι λιγότερο επικίνδυνη σήμερα από ότι στο παρελθόν. Αλλά το σύννεφο Oort και η ζώνη Kuiper είναι διαφορετικές ιστορίες. Η ζώνη Kuiper είναι η θέση του μεγαλύτερου αριθμού γνωστών αντικειμένων στο ηλιακό σύστημα, αλλά το σύννεφο Oort, πιο ορατό και πιο απομακρυσμένο, δεν περιέχει μόνο πολλά άλλα, αλλά είναι πιθανότερο να διαταραχθεί από μια μάζα που περνάει σαν ένα άλλο αστέρι.

Εκατοντάδες χιλιάδες - αν όχι εκατομμύρια - από μεγάλα κομμάτια πάγου και βράχου περιμένουν σε μια λεπτή τροχιά γύρω από τον Ήλιο μας, όπου μια περασμένη μάζα (όπως ο Ποσειδώνας, ένα άλλο αντικείμενο του Kuiper/ Oort ή ένας περαστικός αστέρας / πλανήτης) πιθανότητα να το διαταράξει .Η διαταραχή θα μπορούσε να έχει πολλές συνέπειες, αλλά ένας από αυτούς είναι πιθανόν να τον εκτοξεύσει προς το εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα, όπου θα μπορούσε να φτάσει ως ένας θαυμάσιος κομήτης, αλλά όπου θα μπορούσε επίσης να συγκρουστεί με τον κόσμο μας.

Οι αλληλεπιδράσεις με τον Ποσειδώνα ή άλλα αντικείμενα στο σύννεφο της ζώνης Kuiper/ Oort είναι τυχαίες και ανεξάρτητες από οτιδήποτε άλλο συμβαίνει στον γαλαξία μας, αλλά είναι πιθανό ότι η διέλευση από μια περιοχή πλούσια σε αστέρια - όπως ο γαλαξιακός δίσκος ή ένας από τους σπειροειδείς βραχίονες μας - θα μπορούσε να ενισχύσει τις πιθανότητες μιας σύγκρουσης κομήτη με τη Γη. Καθώς ο Ήλιος μετακινείται μέσω του Γαλαξία, υπάρχει μια ενδιαφέρουσα ιδιορρυθμία της τροχιάς του: περίπου μία φορά κάθε 31 εκατομμύρια χρόνια, περνάει από το γαλαξιακό επίπεδο. Αυτό είναι μόνο η τροχιακή μηχανική, καθώς ο Ήλιος και όλοι οι αστέρες ακολουθούν ελλειπτικά μονοπάτια γύρω από το γαλαξιακό κέντρο. Αλλά μερικοί άνθρωποι ισχυρίστηκαν ότι υπάρχουν αποδείξεις περιοδικών εξαφανίσεων στο ίδιο χρονικό διάστημα, πράγμα που μπορεί να υποδηλώνει ότι αυτές οι εξαφανίσεις προκαλούνται από μια σύγκρουση με κομήτη κάθε 31 εκατομμύρια χρόνια.

Είναι εύλογο; Η απάντηση μπορεί να βρεθεί στα δεδομένα. Μπορούμε να δούμε τα μεγάλα γεγονότα εξαφάνισης στη Γη, όπως αποδεικνύεται από τα απολιθώματα. Η μέθοδος που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε είναι να υπολογίσουμε τον αριθμό των γενών (ένας όρος πιο γενικός από το "είδος" στο πώς ταξινομούμε τα ζωντανά όντα · για τα ανθρώπινα όντα, το "homo" στο homo sapiens είναι το γένος μας) που υπάρχει σε κάθε δεδομένη στιγμή. Μπορούμε να το κάνουμε αυτό πίσω από περισσότερα από 500 εκατομμύρια χρόνια , χάρη στις αποδείξεις που βρέθηκαν στα ιζηματογενή αρχεία, επιτρέποντάς μας να δούμε ποιο ποσοστό υπήρξε και τι υπήρχε σε κάθε δεδομένο χρονικό διάστημα. Μπορούμε λοιπόν να αναζητήσουμε μοτίβα σε αυτά τα γεγονότα εξαφάνισης. Ο ευκολότερος τρόπος να γίνει, ποσοτικά, είναι να πάρουμε το μετασχηματισμό Fourier αυτών των κύκλων και να δούμε πού (αν υπάρχουν οπουδήποτε) αναδύονται πρότυπα. Εάν είδαμε γεγονότα μαζικής εξάλειψης κάθε 100 εκατομμύρια χρόνια, για παράδειγμα, όπου υπήρχε μια μεγάλη πτώση στον αριθμό των γενών με αυτή την ακριβή περίοδο κάθε φορά, τότε ο μετασχηματισμός του Fourier θα έδειχνε μια τεράστια ακίδα με συχνότητα 1 / (100 εκατομμύρια Έτη). Ας πάρουμε λοιπόν το σωστό: τι δείχνουν τα δεδομένα εξαφάνισης;

Υπάρχουν κάποιες σχετικά αδύναμες ενδείξεις για μια ακίδα με συχνότητα 140 εκατομμυρίων ετών, και μια άλλη, ελαφρώς ισχυρότερη ακίδα στα 62 εκατομμύρια χρόνια. Όπου το πορτοκαλί βέλος είναι, μπορείτε να δείτε πού θα εμφανιστεί μια περιοδικότητα 31 εκατομμυρίων ετών. Αυτές οι δύο ακίδες φαίνονται τεράστιες, αλλά αυτό είναι μόνο σε σχέση με τις άλλες, οι οποίες είναι εντελώς ασήμαντες. Πόσο ισχυρές, αντικειμενικές, είναι αυτές οι δύο αιχμές, οι οποίες αποδεικνύουν την περιοδικότητά μας;

Σε ένα χρονικό διάστημα μόλις ~ 500 εκατομμυρίων ετών, μπορείτε να χωρέσετε μόνο 3 πιθανές εξαφανίσεις ειδών- 140 εκατομμυρίων ετών εκεί και μόνο περίπου 8 πιθανά γεγονότα 62 εκατομμυρίων ετών. Αυτό που βλέπουμε δεν ταιριάζει με ένα συμβάν να εκδηλώνεται κάθε 140 εκατομμύρια ή κάθε 62 εκατομμύρια χρόνια, αλλά μάλλον αν βλέπουμε ένα γεγονός στο παρελθόν, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να έχουμε ένα άλλο γεγονός είτε 62 ή 140 εκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν ή στο μέλλον. Όμως, όπως μπορείτε να δείτε καθαρά, δεν υπάρχουν στοιχεία για μια περιοδικότητα 26-30 εκατομμυρίων ετών σε αυτές τις εξαφανίσεις. Αν αρχίσουμε να εξετάζουμε τους κρατήρες που βρίσκουμε στη Γη και τη γεωλογική σύνθεση των ιζηματογενών αρχείων, η ιδέα καταρρέει εντελώς. Από όλες τις επιπτώσεις που συμβαίνουν στη Γη, λιγότερο από το 1/4 προέρχεται από αντικείμενα που προέρχονται από το σύννεφο Oort. Ακόμη χειρότερα, τα όρια μεταξύ των γεωλογικών χρονοσειρών (Τριασικού / Ιουρασικού, Ιουρασικού /Κρητιδικού ή Κρητιδικού/ Παλαιογενούς) και των γεωλογικών αρχείων που αντιστοιχούν σε γεγονότα εξαφάνισης, μόνο το γεγονός από 65 εκατομμύρια χρόνια πριν παρουσιάζει τη χαρακτηριστική τέφρα -το στρώμα της σκόνης που συνδυάζουμε με σημαντικό φαινόμενο πρόσκρουσης.

Η ιδέα ότι οι μαζικές εξαφανίσεις είναι περιοδικές είναι μία περίπτωση ενδιαφέρουσα και συναρπαστική, αλλά τα στοιχεία απλά δεν βοηθούν. 

Η ιδέα ότι το πέρασμα του Ήλιου από το γαλαξιακό επίπεδο προκαλεί περιοδικές επιπτώσεις είναι μια μεγάλη ιστορία, αλλά και πάλι, δεν υπάρχουν στοιχεία. Στην πραγματικότητα, γνωρίζουμε ότι τα αστέρια έρχονται από το σύννεφο Oort περίπου κάθε μισό εκατομμύριο χρόνια, αλλά είμαστε σίγουροι ότι αυτά τα γεγονότα επί του παρόντος δεν μας αγγίζουν. 

Για το άμεσο μέλλον, η Γη δεν διατρέχει αυξημένο κίνδυνο φυσικής καταστροφής από το Σύμπαν. Αντίθετα, φαίνεται ότι ο μεγαλύτερος κίνδυνος μας προέρχεται από ένα μέρος που όλοι μας φοβόμαστε να δούμε: τους εαυτούς μας.

 

Γεωδίφης

 

Πηγές

1.Βικιπαίδεια

2.medium.com/Ethan Siegel

Αυτή η εικόνα δείχνει το μετασχηματισμό Fourier των γεγονότων εξαφάνισης τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια. Το πορτοκαλί βέλος, που εισήχθη από τον E. Siegel, δείχνει πού θα μπορούσε να χωρέσει μια περιοδικότητα 31 εκατομμυρίων ετών. Εικόνα: Rohde, R.A. & Muller, R.A. (2005).

Μέτρηση της βιοποικιλότητας και οι αλλαγές στον αριθμό των γενών που υπάρχουν ανά πάσα στιγμή, για τον εντοπισμό των πιο σημαντικών γεγονότων εξαφάνισης τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια. Εικόνα: Χρήστης του Wikimedia Commons- Albert Mestre, με στοιχεία από τους Rohde, R.A., και Muller, R.A.

Το ποσοστό των ειδών που εξαφανίστηκαν κατά τη διάρκεια ποικίλων χρονικών διαστημάτων. Η μεγαλύτερη γνωστή εξαφάνιση είναι το Περμιο-Τριαδικό όριο πριν από περίπου 250 εκατομμύρια χρόνια, η αιτία του οποίου είναι ακόμα άγνωστη. Εικόνα: Wikimedia Commons, με στοιχεία από τους Raup & Smith (1982) και Rohde and Muller (2005).