W historii naszej planety już kilka razy ginęła większość gatunków. Te okresy nazywamy wielkimi wymieraniami – sami właśnie uczestniczymy w kolejnym. Oto jak wyglądało odkrycie przez geologów przebiegu tego, które uchodzi za najbardziej dramatyczne i zmiotło z powierzchni Ziemi m.in. dinozaury.

Położone jakieś 160 kilometrów na północ od Rzymu, rozciągające się na wzgórzach miasto Gubbio można nazwać municypalną skamieniałością. Ulice są tak wąskie, że na wielu z nich nawet najmniejszy fiat nie zdoła manewrować, a piazzas z szarego kamienia wyglądają jak za czasów Dantego (nawiasem mówiąc, to wpływowy gubbiańczyk piastujący urząd burmistrza Florencji stał za wygnaniem poety w 1302 roku). Jeśli odwiedza się Gubbio zimą, tak jak ja, nie zobaczy się tu turys­tów, hotele są pozamykane na cztery spusty, a piękny pałac wydaje się opuszczony. Wszystko sprawia wrażenie, jakby na miasto ktoś rzucił zaklęcie. Pozostaje czekać, aż obudzi się ono ze snu.

Tuż za rogatkami rozciąga się wąski wąwóz, biegnący na północny wschód. Ściany wąwozu Gola del Bottaccione składają się z warstw wapienia, biegnących ukoś­nymi pasami. Na długo przed osiedleniem się ludzi w tym regionie (i w ogóle na długo przed pojawieniem się ludzi na świecie) Gubbio leżało na dnie czystego, błękitnego morza. Szczątki malutkich morskich stworzeń opadały na dno rok po roku, wiek za wiekiem, milenium za milenium. Wypiętrzenie, które stworzyło Apeniny, podniosło wapień i obróciło go o 45 stopni. Spacer w górę wąwozu, wśród jego kolejnych warstw, przypomina podróż w czasie. Sto metrów oznacza prawie 100 milionów lat.

Gola del Bottaccione samo w sobie jest atrakcją turystyczną, choć dla turystów o bardziej wysublimowanych gustach. To tutaj pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku geolog Walter Alvarez, który miał badać pochodzenie Apeninów, całkiem przypadkiem na nowo napisał historię życia. W wąwozie odkrył pierwsze ślady gigantycznej asteroidy, która zakończyła okres kredy i wywołała coś, co można uznać za najgorszy dzień od początku świata. Do czasu, kiedy opadł kurz (w tym wypadku zarówno dosłownie, jak i w przenośni), jakieś trzy czwarte gatunków zostało zmiecionych z powierzchni Ziemi.

Informacja

Z ostatniej chwili! To trzecia z Twoich pięciu treści dostępnych bezpłatnie w tym miesiącu. Słuchaj i czytaj bez ograniczeń – zapraszamy do prenumeraty cyfrowej!

Subskrybuj

Dowody na uderzenie asteroidy widać w połowie wąwozu, w cienkiej warstwie iłu.

Zagadka z Gubbio

Walter Alvarez pochodzi z rodu szanowanych naukowców. Jego pradziadek i dziadek byli lekarzami, a ojciec Luis – fizykiem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Jednak to matka zabierała go na długie spacery po wzgórzach Berkeley i zainteresowała go geologią. Walter studiował w Princeton, a potem rozpoczął pracę w branży naftowej (mieszkał w Libii, kiedy Mu’ammar al-Kaddafi przejął władzę w 1969 roku). Kilka lat później dostał posadę badawczą w Lamont-Doherty Earth Observatory (Obserwatorium Geologicznym Lamonta-Doherty’ego), leżącym naprzeciw Manhattanu, po drugiej stronie rzeki Hudson. W tym czasie wśród geologów modna była teoria tak zwanej rewolucji płyt tektonicznych. Prawie wszyscy w obserwatorium wyznawali tę ideę.

Alvarez postanowił oprzeć się na tej teorii, żeby wyjaśnić, jak powstał Półwysep Apeniński. Kluczem do rozwiązania zagadki wydawał się czerwonawy wapień o nazwie scaglia rosso, który można znaleźć między innymi w Gola del Bottaccione. Naukowiec rozpoczął badania. A potem stanął w miejscu i zmienił kierunek.

„W nauce czasem lepiej mieć więcej szczęścia niż rozumu” – powiedział później o tych wydarzeniach. Ostatecznie zaczął pracować w Gubbio z włoską geolożką Isabellą Premoli Silvą, specjalistką od otwornic.

Otwornice (Foraminifera) to małe morskie organizmy, wytwarzające pancerzyki z węglanu wapnia. Po śmierci tych protistów ich pancerzyki opadają na dno ocea­nu. Pancerzyki mają charakterystyczny kształt, który różni się w zależności od gatunku; niektóre wyglądają (w powiększeniu) jak gniazda os, inne jak warkocze, bąble lub kiście winogron. Otwornice występują w wielu miejscach i zachowało się ich dużo, więc są bardzo użyteczne jako skamieniałości przewodnie: na podstawie tego, jaki gatunek odnaleziono w danej warstwie skalnej, ktoś taki jak Silva może podać wiek skały. Kiedy Alvarez i Silva badali Gola del Bottaccione, Isabella zwróciła uwagę towarzysza na pewną anomalię. Wapień z ostatniego etapu kredy zawierał zróżnicowane, liczne i stosunkowo duże otwornice, niektóre wręcz wielkości ziarenek piasku. Tuż nad tą warstwą znajdowała się warstwa iłu o szerokości około jednego centymetra, w której nie było żadnych otwornic. Nad iłem występowała warstwa wapienia z kolejnymi otwornicami, ale były to przedstawicielki innego gatunku, małe i całkowicie inne niż te z niższej warstwy.

Alvarez wyznawał wówczas, według jego własnych słów, „ciasny uniformitaryzm”. W ślad za Lyellem i Darwinem wierzył, że znikanie grupy organizmów musi być stopniowym procesem, że najpierw powoli wymiera jeden gatunek, potem drugi, trzeci i tak dalej. Wzory wapienia w Gubbio sugerowały jednak coś innego. Wydawało się, że wiele gatunków otwornic z niższej warstwy zniknęło nagle i mniej więcej w tym samym czasie; cały proces, jak wspominał później uczony, zdecydowanie wyglądał na nagły. Ciekawe było też coś innego. Ogromne otwornice zniknęły mniej więcej wtedy, gdy wymarły ostatnie dinozaury. Młody geolog uznał, że to nie może być przypadek. Pomyślał, że dobrze byłoby się dowiedzieć, z jakiego okresu pochodzi centymetrowa warstwa iłu.

W 1977 roku Alvarez dostał pracę w Berkeley, gdzie wciąż pracował jego ojciec Luis, i przywiózł do Kalifornii próbki z Włoch. Tymczasem Luis otrzymał Nagrodę Nobla. Stworzył też pierwszy liniowy akcelerator protonów, wynalazł nowy rodzaj komory pęcherzykowej, zaprojektował kilka innowacyjnych systemów radarowych i był współodkrywcą trytu.

Iryd z asteroidy?

Opowieść Waltera o zagadce z Gubbio zafascynowała jego ojca. To on wpadł na szalony pomysł zmierzenia wieku iłu przy użyciu irydu.

Iryd jest pierwiastkiem niezmiernie rzadko występującym na powierzchni Ziemi, za to o wiele częściej spotykanym w meteorytach. Kawałki meteorytów cały czas spadają na naszą planetę w postaci mikroskopijnych ziarenek kosmicznego pyłu. Luis wychodził z założenia, że im dłużej akumulowała się warstwa iłu, tym więcej spadało na nią kosmicznego pyłu, a co za tym idzie, tym więcej będzie w niej irydu. Skontaktował się z kolegą z Berkeley Frankiem Asarą, którego laboratorium było jednym z niewielu dysponujących aparaturą odpowiednią do przeprowadzenia takiej analizy. Asaro zgodził się zbadać kilkanaście próbek, choć nie ukrywał, że wątpi w powodzenie tego przedsięwzięcia. Walter przekazał mu próbki wapienia z warstwy powyżej i poniżej pasa iłu, a także sam ił. A potem czekał. Dziewięć miesięcy później zadzwonił telefon. Okazało się, że z próbkami pochodzącymi z warstwy iłu jest coś nie tak. Ilość irydu przekraczała wszelkie normy.

Nikt nie wiedział, jak to rozumieć. Czy była to tylko drobna anomalia, czy coś poważniejszego? Walter poleciał do Danii, żeby zebrać osady z późnej kredy z klifu Stevns Klint. Występują one w warstwie iłu czarnej jak smoła i śmierdzącej zdechłymi rybami. Kiedy przeanalizowano próbki z Danii, również one wykazały niebotycznie wysoki poziom irydu. Trzeci zestaw próbek z wyspy South w Nowej Zelandii także pokazał nagły „skok” irydu pod koniec kredy.

Luis według kolegów zareagował na tę wiadomość „jak rekin, który poczuł krew”; ujrzał szansę na wielkie odkrycie. Alvarezowie przerzucali się teoriami. Jednak te, które wymyślali, albo nie pasowały do dostępnych danych, albo wykluczyły je dalsze testy. W końcu po prawie roku błądzenia stworzyli hipotezę zderzenia z asteroidą. Pewnego zwyczajnego dnia 65 milionów lat temu asteroida o szerokości 10 kilometrów zderzyła się z Ziemią. Eksplodowała i uwolniła energię rzędu 100 milionów megaton trotylu, równą energii ponad miliona najsilniejszych bomb wodorowych, jakie kiedykolwiek testowano. Rumosze, w tym iryd, ze startej na proch asteroidy rozeszły się po całym globie. Dzień zmienił się w noc, a temperatura drastycznie spadła. Rozpoczęło się masowe wymieranie.

Alvarezowie na podstawie wyników analiz iłu z Gubbio i Stevns Klint napisali artykuł do magazynu „Science”.

„Pamiętam, że bardzo się starałem, żeby był jak najbardziej solidny” – powiedział mi Walter.

Artykuł Alvarezów, zatytułowany Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction (Pozaziemska przyczyna wymierania na przełomie kredy i trzeciorzędu), opublikowano w czerwcu 1980 roku. Wywołał wielkie poruszenie nie tylko w kręgach paleontologicznych. O odkryciu pisały nawet czasopisma zajmujące się psychologią kliniczną czy herpetologią. Wkrótce potem asteroidą z końca kredy zainteresowały się takie magazyny jak „Time” czy „Newsweek”. Jeden z komentatorów zauważył, że „połączenie dinozaurów, zwierząt ciekawych jedynie dla nudziarzy, ze spektakularnym pozaziemskim wydarzeniem” dawało „jedną z tych fabuł, które wymyślają sprytni wydawcy, żeby zagwarantować sobie sprzedaż”. Zainspirowana hipotezą zderzenia grupa astrofizyków pod wodzą Carla Sagana postanowiła stworzyć symulację efektów wojny atomowej i opracowała teorię nuklearnej zimy, która wywołała burzę w mediach.

Jednak wśród paleontologów idea Al­varezów, podobnie jak i oni sami, wcale nie cieszyła się uznaniem. „Rzekome masowe wymieranie to artefakt statystyki i słabego rozumienia taksonomii” – powiedział jeden z naukowców „New York Timesowi”.

„Arogancja tych ludzi jest niewiarygodna – stwierdził drugi. – Nie wiedzą prawie nic o tym, jak ewoluują, żyją i wymierają zwierzęta. W swojej ignorancji geochemicy uważają, że wystarczy włączyć jakąś skomplikowaną maszynę i już się zrewolucjonizowało naukę. Nie interesują mnie nieznane do tej pory bolidy wpadające do nieznanego morza”.

„Wymieranie w kredzie było stopniowe. Teoria katastrofy jest błędna” – orzekł jeszcze inny paleontolog. Jednak nie można wykluczyć, że „będą się pojawiały prostackie teorie, które uwiodą paru naukowców i ożywią okładki popularnych magazynów”. Co ciekawe, do dyskusji postanowiła się włączyć również redakcja „Timesa”. „Astronomowie powinni zostawić astrologom szukanie w gwiazdach przyczyn wydarzeń na Ziemi” – radziło pismo.

Fragment książki Elizabeth Kolbert Szóste wymieranie. Historia nienaturalna, wyd. Filtry, Warszawa 2022. Przypisy do tekstu zostały usunięte, a jego skróty dokonane przez redakcję „Przekroju”, od której pochodzą też tytuł, lead i śródtytuły.