GEOLOGIA 1- FISIKA 1 (II)

Fernando Plazaola

Artikuluaren aurreko zatian (Geologia 1- Fisika 1 (I)) behar beharrezko zumitza jarri dugu istorioa era erraz batean jarraitu ahal izateko. Zati honetan kontatu nahi dudan istorioari helduko diogu eta hirugarren zati batean (III zatia) amaiera emango diogu. Bigarren zatia lehenengoaren segida denez, atalen, irudien eta bibliografiaren zerrenda ez da batetik hasiko, egokiago iruditu baitzait I zatiaren segida izatea.

3. ISTORIOAREN HASIERA

Kareharri pelagikoen azaleratze zabalak bakanak dira, eta horietako bat, oso ikusgarria, Apeninoen erdialdean dago; bertan oso agerian dago Kretazeo eta Tertziarioaren(*) muga. Are gehiago, lupa batekin foraminiferoen suntsipen hurbila bereiz daiteke, zeinak ugariak eta hondar aleak bezain handiak diren Kretazeoko goi estratuetan. Nolanahi ere, Tertziarioko lehen estratuetan soilik txikiak direnak aurki daitezke, eta gainera, oso gutxi ageri dira. Ohi denez, Kretazeoaren eta Tertziarioaren arteko mugari K-T muga deritzo, eta azaleratze horietan gainera, gutxi gorabehera 1 cm-ko lodiera duen buztinezko geruza bat dago, fosilik gabea. Geruza estu hau foraminiferoz beteriko Kretazeoko kareharrizko azken estratuaren eta Tertziarioko foraminifero gutxi, berri eta txikiak baino ez dituen kareharrizko lehen estratuaren artean kokatuta dago (ikus 8. irudia). K-T mugako buztin geruzaren behaketa lehen aldiz 1964 urtean argitaratua izan zen [8]. Hori guztia jakinda hainbat galdera bururatzen zaizkigu:

«Zergatik desagertu ziren ia erabat foraminiferoak?»

«Zer gertatu zen halako suntsipena eragiteko?»

«Zergatik buztineko geruzak ez du fosilik?»

«Ba al zuen buztinak zerikusirik suntsipenarekin?»

«Erantzuna baiezkoa bada, zergatik suntsipena hain bapatekoa izan zen?»

______

(*) Estratigrafiako nazioarteko batzordeak «Tertziario» terminoa ez erabiltzeko aholkatzen duenez, K-T gertakaria izendatzeko Kretazeo-Paleogeno iraungipen masiboa edo K-Pg iraungipena erabiltzen dute aditu askok (ikus Gradstein, F; Ogg, J; Smith, A. A Geologic Time Scale 2004. ISBN 0521781426). Beraz, orain Tertziarioa erabili beharrean Paleogenoa erabili beharko genuke, baina artikulu osoan orain arte bezala deituko diogu, hots, Tertziario.

8. irudia. Foraminifero planktonikoak Gubbion topatutako K-T mugaren bi aldetan. Beheko mikrografiak K-T muga azpiko Kretazeoko goi estratuetan foraminifero handiak erakusten ditu, 1 mm tamainakoak. Goiko mikrografian berriz, K-T muga gaineko Tertziarioaren lehen estratuetan eta eskala berean, foraminiferoak askoz txikiagoak dira. Iturria [11].

Erdialdeko Apeninoen kareharrietan aurkitutako K-T muga, gutxi gora-behera, suntsipen guztien artean ospetsuena den dinosauroen desagerpenaren adin berekoa da. K-T mugan dagoen 1 cm-ko lodierako buztinezko geruza hain estua izanik, Kretazeoko foraminiferoen desagerpena, bat-batean gertatu zela dirudi, agian, modu katastrofikoan. Alabaina, 1970eko hamarkadaren erdialdean Lurraren historian gertaera katastrofiko batean pentsatzea asaldagarria zen. Garai hartan, ikusia zen teoria gradualista zein baliagarria izan zen Lurraren historiaren erregistroa irakurtzen zuten geologoentzat; «uniformitarismoa/gradualismoa» zen orduko dotrina.

«K-T + Buztina» deigarria egiten duen arrazoi bakarra da, bere gainetik eta azpitik dauden geruzetan foraminiferoak erabat ezberdinak direla. Beraz, 1 cm inguruko buztinezko geruza estu eta txikia, gradualismoarekin gatazkan egon zitekeen, geologian 1970ko hamarkadan zegoen kontzeptu baliagarriarenarekin eta preziatuenarekin haiz zuzen.

3.1 Apeninoen Erdialdera, Gubbiora bidaia 1970ko hamarkadaren erdialdean

Galdera guzti hauek buruan ditugula, joan gaitezen Erdialdeko Apeninoetara, Gubbiora hain zuzen, bertan abiatzen baita kontatu nahi dudan istorioa. Gubbioko errepidearen alboetan harri arrosa ageri da, italianoz scaglia rossa deiturikoa. Zumaiako Flynchean gertatzen den bezala, geruzetan edo estratuetan ageri da arroka. Scaglia rossa arroka sedimentarioa da (ikus 9. irudia), itsas hondoaren gainean sedimentu-pikorrak metatzean eratua, beranduago altxa egin zena, Italiako penintsula azaleratu arte. Metatutako partikulak gehienbat kaltzita mineral aleak dira (kaltzio karbonatoa edo CaCO3), kareharri izeneko harri sedimentarioa eratzen dutenak.

Scaglia rossa deituriko kareharrizko azaleramendu horiek 400 metroko lodiera dute, eta horien gainetik eta azpitik beste kolore batzuetako kareharri gehiago daude. Argi dago geruza horietan historia asko dagoela iltzatuta, baina ze historia mota? Scaglia puska bat apurtu eta geologoaren eskuko lupa txikiarekin behatuz gero, arroka osoan banatuta mikrofosil txikiez osaturiko orban txikiak aurkituko genituzke. Foraminiferoen oskolak dira, ozeano sakonen azaletik gertu flotatzen ari ziren harrapari unizelularrak, eta ia guztiak (baina ez denak), dinosauroekin batera amaitu ziren masa-suntsipen garai berean hil zirenak. Foraminiferoen presentziak scagliak itsasoko kareharria izan behar duela erakusten du. Bestalde, garai hartan itsaso ez-sakonetan ugari ziren ornogabeen fosilik ez dagoenez, ur sakoneko kareharri bat dela ere ondoriozta daiteke. Gainera, edozein ibairen bokaletik urrun metatu zen, ia harearik eta lohirik gabe baitago.

9. irudia. Scaglia Rossa.

Agian, pentsatuko duzu urpeko kareharri hori ez dela lur gainean metatutako sedimentu bat bezain interesgarria, baina itsas mailaren gainean dagoen lurra higaduraren domeinu nagusia da, muino eta mendiak lautuz aurretik metatutako sedimentua askatzen edo disolbatzen duena. Higadurak Lurraren historiaren erregistroa desagertarazten du (askaturiko sedimentuak garraiatuak izaten dira ibaien bidez itsasora eta zikloa berriro hasten da), nolanahi ere, ozeanoen sakoneko hondoan higadura gutxi dago, olatuek ezin dutelako hondora iritsi eta korronteak motelak eta leunak direlako. Itsaso sakoneko sedimentuak Lurraren historiaren erregistro perfektuak dira, eta Gubbioko kareharria mundu osoko sekuentzia historiko onenetarikoa da.

Fosil txikienak, mikrofosilak eta nanofosilak, ugariagoak direnez, zehatzago zehaztu dezakete fosil erregistroan duten desagertze maila. K-T mugan desagertu ziren itsas ornogabe ezagunenak ammoniteak dira, egungo nautiloaren ahaideak (ikus 10. irudia). Hasiera batean, K-T muga baino lehen desagertu zirela zirudien, baina K-T mugan ammoniteak suntsitu zirela ondorioztatu zen ostean [9]. Halaber, Peter Ward, Washintong Unibertsitateko paleontologoak, Zumaiako Flynchean topatu zituen lagin andana hartu eta aztertu ondoren, K-T mugan ammoniteak suntsitu zirela ondorioztatu zuen baita ere [10]. Zumaiako Flyncha nazioarte mailan ezaguna izateak, eta ondorioz, dinosauruen suntsipenaren istorioan daukan papera aitortzearen lorpena zenbait pertsonari eskertu behar diogu, baina bereziki EHUko geologoek egindako lan ugariei eta horren inguruan egindako hainbat kongresuen antolatzaileei ([9] erreferentzian azken mende eta erdiko zumaiari buruzko ikerketaren istoria topatuko duzu), ikus 1 KUTXA eta 11. irudia.

10. irudia. Ammonitea K-T mugako suntsipen masiboan desagertu zen eta Nautilusa berriz, ez zen desagertu. Iturria: Everything Dinosaur/Safari Ltd

 

11. irudia. Sakoneta, Deba, geoparkeko flysch ikusgarriak agerian dauden tokietako bat. UNESCOk izendatutako Euskal Kostaldeko Geoparkea.

 

Goian aipatu bezala, Walter Alvarez geologoak K-T mugako buztinezko geruza txiki hori uniformitarismoaren/gradualismoaren aurka zegoela pentsatzen zuen [11]. Charles Lyell, uniformitarismoaren aita, dagoeneko 1830an konturatu zen Kretazeoko goiko geruzetan dauden fosilak Tertziarioko oinarrietan daudenetatik gehiago bereizten direla, azkenekoak gaur egungo animalietatik baino. Hala ere, bere iritzi gradualistek bultzatuta, Lyllek mugako eten estratigrafikoa Tertziario osoan zehar igarotakoa baino erregistratu gabeko denbora luzeagokoa zela proposatu zuen. 1970ko hamarkadaren erdialdean agerikoa zen interpretazio hori okerra zela.

Walter Alvarezek bi galdera egin zizkion bere buruari:

«Zer galdera zehatz egin genezake Gubbioko buztin-geruzari buruz?»

«Zer neurketa erabilgarri egin genitzakeen?»

Lehen galdera erantzuteko «buztinezko estratuak metatzeko zenbat denbora behar izan zen» jakitea garrantzitsua litzatekela pentsatu zuen. Izan ere, buztina oso azkar metatzeak bat-bateko suntsipen kausa bat iradokiko luke, baina mantso metatzeak berriz, mekanismo graduala iradokiko luke.

Bestalde, adinaren datazio erradiometrikoek (ikus Geologia1-Fisika 0 artikulua), ugariak ez ziren arren, K-T muga, gutxi gora-behera, oraina baino 65 milioi urte lehenago kokatzen zuten (neurketek ematen zuten zehaztasuna milioi gutxi batzuena zen). Beraz, denbora-tarte labur batean fauna-aldaketa handiak gertatzeak suntsipen masibo bat eragin zuela esan nahiko luke, eta Lyellen hipotesi graduala okerra zela.

Paleontologoek hori ezagutzen zuten, baina oraindik milioi gutxi batzuen urtetako marjina zuten eta K-Taren suntsipen masiboa tarte horretan zehar graduala bezala interpreta zezaketen. Hala ere, Walter Alvarez eta lankideek paleomagnetismoaren bitartez K-T mugako tarteak 0,5 millioi urte ingurukoa izan behar zuela ondorioztatu zuten, eta probabilitate handiz 0,1 milioi urte baino gutxiagokoa.

Guzti horrek adieraten du denbora eskala geologiko batean, masa-suntsipena bapatekoa (tarte oso laburrekoa, abruptoa) izan zela. Baina, giza eskala batean ere bapatekoa izan al zen? Urtebetean edo gutxiagoan metatu zen 1 cm-ko buztina, ala milurtekoetan? Horretarako, derrigorrezkoa zen K-T buztinaren sedimentazio-tasa neurtzea (ikus 12. irudia).

 

12. irudia. Ezkerrean: K-T muga adierazten duen marrazkia. Azpian dinosauruen fosilak topatzen dira, goian berriz ez. Eskuman: Luis Alvarez eta Walter Alvarez aita-semeak, Gubbioko K-T muga adierazten duen 1 cm lodierako buztin-tartea erakusten.

 

3.2 Fisikariak sartzen dira tartean

Berriro ere, lehen egindako galderak aipatuko ditut.

-Gubbio-n suntsipen-muga adierazten duen buztin-geruzak zenbat denbora adierazten du?

-Zein arin gertatu zen suntsipen masiboa?

Galdera zientifiko bat egiaztagarria izan dadin, argi eta garbi formulatuta egon behar du. Alvareztarrek formulazio zehatz horren oinarri izan zitekeen informazio-bita parez-pare zeukaten: Scaglia rossa kareharria itsaso nahiko sakon baten zoruan metatu zen, eta % 90 eta % 95 batean kaltzio karbonatoz egina dago. Kaltzio karbonatoaren zati bat foraminiferoetatik dator, eta gainerakoa askoz txikiagoak diren kokolitodun matrizetik, edo planktoneko itsas algek jariatutako plaketetatik, mikroskopio indartsu batekin bakarrik ikus daitezkeenak. Scagliaren beste % 5-10 buztinezko partikula finek osatzen dute, jatorrian, ibaien edo haizeen bidez itsasora iritsi zirenak, eta, ondoren, itsas hondoan metatu zirenak, foraminifero eta kokolitoekin batera. Baina, K-T mugan dagoen 1 cm-ko geruza, desberdina da: gehienbat buztinez osatuta dago. Ez du jatorrizko kaltzio karbonatorik, eta horregatik ez du ez foraminiferorik ez eta kokolitorik ere, beraz, suntsipen garaiko bizitzaren historia zehatza erregistratzea ez du ahalbidetzen. Buztinezko geruzak zenbat denbora adierazten duen galdetzean, bi aukera desberdin ikusi zituzten:

1. Buztinaren sedimentazio-tasa konstantea izan zen, eta kareharriaren (kaltzio-karbonatoaren) metatze-tasa eten egin zen suntsipenaren tartean, agian suntsipenak kaltzio karbonatoa sortzeko foraminifero edo alga gutxi utziko zituelako. Kasu honetan, buztinezko geruza metatzeko milaka urte beharko lirateke.

2. Kaltzio karbonatoaren metaketak etenik gabe jarraitu zuen, eta buztin-pultsu labur bat egon zen ozeanoa buztin kopuru handiz elikatu zuena, agian ibai higadura aktiboago baten edo ekaitz handien ondorioz. Kasu horretan, buztinezko geruzak urte batzuk baino ez lituzke izango.

Zerk iraun zuen konstante, kareharriaren ala buztinaren pilaketa-tasak? Orain, bi aldaerekin, era zehatz batean egin zitekeen galdera:

1. Buztinezko geruzak, urte batzuk ala milaka batzuk adierazten ditu?

2. Kareharria ekoizten duten organismoak milaka urtetan ekintzaz kanpo geratu ziren, ala era anormalki azkarrean metatu zuten buztina urte batzuetan?

Nola erantzun galdera hauei?

Scagliaren kareharrian eta buztinezko geruzan erritmo konstantean metatutako zerbait behar zen, eta hori edukita buztinezko geruzak zenbat denbora adierazten zuen kalkula genezake.

3.2.1 Berilioa

Walterren aitak, Luisek, 1968 urtean esperimentalki hainbat partikula azpiatomiko aurkitzeagatik Fisikan Nobel Saria jasotakoak, hura jakiteko modu bat proposatu zuen. Izan ere, Berilio-10 isotopoaren, 10Be, (4 protoi eta 6 neutroi nukleoan dituena) ugaritasuna K-T buztinean neurtzea iradoki zuen. 10Be isotopo erradioaktiboa da eta energia handiko izpi kosmikoek (galaxiako oso gune urrunetatik datozen eta oso arin higitzen diren nukleo atomikoak) atmosferako oxigenoarekin eta airearen nitrogenoarekin talka egiten dutenean etengabe sortzen ari da.

10Be isotopoa beta desintegrazioaren bidez Boro izatera transmutatzen da:

10Be→10B + e

Jakina da, eta sasoi hartan jakina zen, eratu berri diren Berilio atomo horiek sedimentuetan bil daitezkela, Gubbioko K-T buztinean esaterako, eta bertan luzaroan bizi bere desintegrazioaren erdibizitza luzeari esker. K-T mugako buztina tarte mehe horrek (1 cm ingurukoa) zenbat eta denbora luzeagoa adierazi, orduan eta 10Be gehiago edukiko luke. Gainera, suposatuz azken milioika urtetan atmosferan sortutako 10Be isotopoaren ekoizpen-tasa ez dela aldatu, egun ezagutzen duguna erabiliz jakin daiteke zein neurritakoa izango litzatekeen zentimetro karratu bakoitzeko sekzioan sakonerako 1 mm bakoitzean metatutako 10Be isotopoaren N0 kopurua. Garaiko ezagutzaren arabera, 10Be isotopoaren erdi-bizitza 2,5 milioi urtekoa zen, Luis Alvarezek proposatutako neurketa egiteko oso egokia. Izan ere, erdibizitza hori azkarra litzateke K-T mugaren aurreko atomoak desintegratuta egoteko eta behar bezain motela 10Be atomo/nukleo batzuk gutxienez K-T mugaren buztinarekin mantentzeko.

10Be isotopoaren egungo kopurua 1970an literaturaren argitaraturiko erdibizitza erabiliz erraz kalkula dezakegu. Demagun duela 65 milioi urte K-T buztin horretako zentimetro karratu batean metatutako 10Be isotopoaren kopurua N0 izan zela. 65 milioi urte pasa eta gero, egun geratuko zen kopurua N0x1,49×10-8 balioa izango litzateke (ikus 2 KUTXA).

13. irudia. Isotopo erradioaktiboen desintegrazioaren portaera, isotopoaren erdibizitza-kopuruaren arabera. Kurba hau unibertsala da.

Balio oso txikia dirudien arren, hots, 10Be isotopoaren kopuru hori neurketa limitean egon arren, Luis Alvarezek bazekien ziklotroi bat (nukleo atomikoak abiadura oso altura bizkortzen dituena gero talka egin arazteko) masa espektrometro super-sentikor bezala erabiliz neur zitekeela, eta baita nork neur zezakeen ere: Richard Muller, bere doktoregaia izandakoak hain zuzen. Esan beharra dago Mullerrek aipaturiko teknika doktorego tesian asmatu eta garatu zuela.

Esperimentua egiteko prestatzen ari zirenean literaturan argitaraturiko 10Be isotopoaren erdibizitza okerra zela jakinarazi zieten. Izan ere, egun dakigu 10Be isotopoa askoz arinago desintegratzen dela: erdibizitza 1,39 milioi urtekoa da [11]. Hots, balio hau zuzena izanik, den bezala, egun buztinean geratuko litzatekeen 10Be kopurua, N0 x8,4 x 10-15, neurtezina da (ikus 3 KUTXA).

Beraz, 65 milioi urteren ondoren 10Be hain gutxi geratuz, ez zuten neurtzeko inolako itxaropenik. Proiektua amaituta zegoen.

Ikerketa zientifikoak arrakasta bakoitzeko desengainu asko ditu. Kasu honetan ere, proposamen osoa ezerezean geratu zen eta proiektua amaituta, ikerketa-zientifikoan hainbatetan gertatzen den bezala.

3.2.2 Iridioa

Berilioaren proiektua berez amaitu zen, baina Luis W. Alvarezek buruari buelta eta gira ematen jarraitu zion Berilioren ordez beste bide fisikorik ba ote zegoen Gubbioko K-T mugan zegoen 1 cm-ko buztina (CO3Ca gabea) zenbat denboran metatu zen ezagutzeko. Urtebetera Luis W. Alvarezek bazuen beste ideia buruan: Ordurako proposatua zegoen arroka sedimentarioetan ageri den platino taldeko elementuen kopuru urria, meteoritoak atmosfera zeharkatzean ablazioaz sortzen duten hautsetik etor zitekeela. Meteorito handiak oso noizbehinka Lurrera erortzen dira eta edozein lekuan erori daitezke, baina txikiek eta oso txikiek meteoritoen hauts fina eratzen dute, eta atmosfera jarraiki zeharkatzen dutenez, era uniformean toki guztietara heltzen dira. Izan ere, ikerketa lan batek zioen korrelazio ona dagoela sedimentazio azkartasuna eta iridioaren kontzentrazioaren artean.

Lurrazalera heltzen diren meteoritoetatik, % 85 inguru meteorito kondritikoa da. Meteorito horiek Eguzki Sistemaren hasierako hautsa eta ale txikiak bat egin zutenean (accretion) asteroide primitiboak sortzeko (≈ 4.500 milioi urte) eratu ziren. Beraz, Eguzki Sisteman bataz besteko platino taldeko elementuen kopurua meteorito kondritikoen neurrikoa da.

Bestalde, platino elementuaren taldeko elementuak (platinoa, iridioa, osmioa eta rodioa) Lurrazalean eta Lurraren mantuan oso urriak dira, eta meteorito kondritikoetan berriz, ugariagoak. Honen arrazoia desberdintze planetarioan dago (ikus 4 KUTXA).

Horrek esan nahi du Eguzki Sisteman dagoen platino taldeko elementu kopurua Lurrazalean eta Lurraren mantuan dagoena baino handiagoa dela.

14. irudia. 700 gr pisuko meteorito kondritikoa, NWA 869 erreferentziaduna. Ale honen aurpegi moztu eta leunduan metalezko malutak eta kondruluak ikus daitezke. NWA 869 meteorito kondritiko arrunta da (L4-6). Iturria H. Raab.

 

Luis Alvarezek guzti hau erabili zuen 10Be isotopoarekin jarraitu zuen arrazoibide antzekoa egiteko: meteoritoen hautsak (edo hauts meteoritikoak), apurka-apurka milaka urtetan barrena metatzen joan izan denak, scagliako sedimentuetako platino taldeko elementuen iturri nagusia izan behar du (Lurrazalean eta Lurraren mantuan dagoena oso urria eta neurtezina baita). K-T mugako buztinezko 1 cm-ko geruza milaka urtetan metatu izan bada, nahiko denbora izan da platino taldeko elementuak bertan detektagarriak izateko. Nolanahi ere, denbora-tarte oso laburrean metatu izan bada, urte gutxi batzuetan, horrelako elementuak ez lirateke bertan detektatzeko moduan egongo.

Platino taldeko elementuak aztertu zituenean Luis Alvarez ohartu zen eurak detektatzeko teknikarik onena Neutroien Aktibazio bidezko Analisia (NAA) delakoa zela (ikus 5 KUTXA). Halaber, NAA teknikaren bidez elementu horietatik detektatzeko errazena iridioa dela jakitun izanik, neutroi geldoetarako harrapatze sekzio eragile handiena duelako, iridioa erabiltzea erabaki zuen, platino taldeko beste elementuak zailagoak baitira NAAren bidez detektatzeko.

 

Laginak K-T mugako buztinezko 1 cm-ko geruzatik, mugaren goiko sedimentuetatik (mugatik gora 10m-taraino), zein beheko sedimentuetatik (mugatik behera 100m-taraino) hartu ziren NAAren bidez neurketak egiteko. NAA teknikaren bidez eginiko neurketak ez ziren Iridiora mugatu, NAAren bidez erraz neur daitezkeen beste 27 elementuetara ere zabaldu ziren.

Luis Alvarezek egindako estimazioek zioten 1 cm-ko buztinezko geruza era oso geldoan metatu balitz, Ir kopurua 0,1 ppb ingurukoa izango zela, baina arin metatu balitz ordea, ez zela ia ezer neurtuko.

Mota honetako gogoetek eman zuten Luis Alvarez Gubbioko 1 cm-ko buztinean Iridioaren kontzentrazioaren neurketa proposatzea.

15. irudia. Gubbioko eskualdean, K-T mugaren goragoko eta beheragoko sedimentuetatik harturiko laginetan NAA teknikaren bidez lortutako Iridio kopurua. Oso argi ikus daiteke K-T muga bertan dagoen buztineko 1 cm-ko laginetan Ir kopurua tarte horretatik kanpo baino 30 aldiz handiagoa dela. 20-10000 cm tartea eta 10-100000 cm tartea eskala logaritmikoan irudikatuta daude. 10cm-0-20 cm arteko tartean berriz, eskala lineala da. [11] erreferentziako 5 irudia hemen erakusteko egokitu da.

15. irudiak lortu zituzten emaitzak erakusten ditu. Irudiak iridio-kontzentrazioaren joera orokorraren ikuspegi argia eskaintzen du, K-T mugaren gainetik eta azpitik. Kretazeoan zehar patroiak 0,3 ppb-ko hondoko maila egonkorra erakusten du.

Maila hori, gutxi gora-behera, itsas sakoneko buztinean neurtzen den iridio ugaritasunarekin konpara daiteke. Baina maila horrek bat batean eta nabarmen egiten du gora, 30 aldiz handituz, 9,1 ppb lortu arte, 1 cm-ko buztin geruzaren erdian.

Iridio-mailak handiak dira kareharri Tertziarioko lehen zatiko buztin-hondakinetan ere, baina era esponentzialean, K-T muga baino 1 m gorago, hondoko mailetara jaisten dira. Izan ere, gutxipena lerro esponentzial baten bidez egokitzen badugu (ikus 15 irudia), esponentzialaren ezaugarria 4,6 cm-raino heltzen da.

Aipatu beharra dago NAA bidez neurtu ziren beste 27 elementuetan ez zela aldaketarik nabaritu 1cm-ko K-T mugako buztinean.

Emaitza harrigarria zen, ez zen espero zutena, eta orduz gero iridioaren anomalia bezala ezaguna da. Nondik zetorren iridio kopuru hori? Zerk azal zezake iridio guzti hori?

Aipatu dugunez iridio kopurua Lurrazalean eta mantuan 1 cm-ko buztinean topatutakoa baino askoz txikiagoa da. Beraz, iridioaren anomalia azaltzeko iturri estralurtar baten bila hasi ziren.

 

4. HIPOTESI DESBERDINAK

4.1 Supernobaren hipotesia

Dinosauruen suntsipenari buruzko espekulazio desberdinak aztertu ostean, iturri estralurtarra zuen bat, eta argitarapen desberdinak izan zituena, topatu zuten. Besteen artean, Russell-ek eta Tucker-ek proposatzen zutena, hots, hurbileko supernoba batek eragindako suntsipena zela dinosauroena [6, 12]. Supernoba bat indar oso handiz lehertzen den izarra da, eta leherketari berari ere supernoba deritzo.

Luis Alvarez, hipotesi hori posiblea izan ote zitekeen aztertu zuen, eta azterketa aurrera eraman ahal izateko balioespen batzuk egin zituen.

Estimatu zuen lehen puntua izan zen, supernoba eguzki sistematik zein distantziara gertatu zen. Horretarako kontuan hartu zuen:

1) Supernoba leherketa batean zenbat iridio kanporatzen den (norabide guztietan kanporatuko dela onartuz, izan behar duen bezala).

2) Balio horretatik eguzki sistemara hel zitekeena lortu zuen, eta hel zitekeena Gubbion topatutako iridio kopuruarekin bat eginarazi zuen, horrela supernoba zein distantziara gertatu zen kalkulatuz.

Era honetan, supernoba eguzki sistemarekiko zenbat distantziara gertatu zen balioetsi zuen.

Lortu zuen balioa 0,1 argi-urtekoa izan zen. Eguzkitik distantzia horretara supernoba bat azken 100 milioi urtetan gerta zedin probabilitatea oso-oso txikia zen, 10-9 [13]. Probabilitatea hutsaren hurrengoa izan arren, ez zen lasaitu eta beste bi test esperimental proposa zituen supernobaren hipotesia posible ote zen erabakitzeko.

Xabier Letek 1974 urtean Bigarren Poema Liburuan, hainbat musikarik abestu duten Izarren hautsa poema argitaratu zuen. Poema horren hasierak dio izarren hautsa egun batean bilakatu zen bizigai. Eta oso ondo dio, Lurra eta gu geu izarren hautsez osatuta baikaude. Helioa baino pisu handiagoko elementu guztiak izarretan sortzen dira, eta Nikel baino elementu pisutsuagoak, bereziki supernoba leherketetan, neutroien harrapaketa eta osteko beta desintegrazioaren bidez.

Supernoba hipotesia aztertzeko isotopo apropos bat, NAA-ren bidez oso erraz detekta daitekeena, eta 80,5 x 106 urteko erdibizitza duena, 244Pu isotopoa da. Eguzki sistema sortu zenean (duela 4.600 Murte, ikus Geologia1-Fisika 0) egon zitekeen 244Pu guztia desagertuta legoke (ikus 6 KUTXA).

Baina K-T suntsipena supernoba batek eragindakoa balitz, eta supernobak sortu izan balu iridioaren anomalia, iridio atomo bakoitzari gutxi gorabehera 1/1000 244Pu atomok lagunduko liokete. Gainera, K-T muga duela 65 milioi urte (65 Murte) sortutakoa denez, ez zen erdibizitza bat ere orain arte pasako, hots n≈1 (N0/265Murte/85Murte ≈ N0/2). Beraz, supernobaren hipotesia egia balitz, 244Pu isotopoaren kopurua ez zen erdira ere gutxituko.

Gubbion ez zuten 244Pu isotoporik detektatu, beraz, emaitza negatibo hau Supernoba hipotesiaren aurka doa. Hala ere, honekin nahikoa ez eta beste bigarren metodoa ere erabili zuten, iridioaren isotopo egonkorren arteko ratioarena (191I/193I) hain zuzen, baina bigarren metodo honek ere kale egin zuen [14].

Emaitza negatibo hauetatik ondorioztatu zuten iridioaren anomaliaren jatorria seguru asko eguzki sisteman zegoela, baina ez datorrela ez supernoba batetik edo eguzki sistemaren kanpoko beste iturri batetik.

 

4.2 Meteorito baten inpaktuaren hipotesia

Supernobaren hipotesia ezeztatu ostean, buruan Luisek zuen galdera zen:

Zein iturri estralurtar, baina eguzki sistemaren barnekoa, izan daiteke iridio anomaliaren jatorria?

Aurreko baldintzak kontuan hartuz proposatu zuten hipotesia honako hau da:

Meteorito/Asteroide batek Lurra jo zuen, talkak krater bat sortu zuen eta materialaren zati bat, hauts tamainakoa, kraterretik kanporatua estratosfera iritsi eta globo osoan barrena hedatu zen. Hauts honek, eguzkiaren argia lurrazalera iristea eragotzi zuen zenbait urtetan, hautsa lurrean pausatu zen arte. Eguzki-argiaren galerak fotosintesia kendu zuen eta, ondorioz, elikadura-kate gehienek kolapsatu egin ziren eta iraungitzeak gertatu ziren.

Aurreko hipotesia oso «potoloa» da, eta 1980ko Science aldizkariko artikulu famatuan proposatu zuten [14]. Hipotesi hau sustengatzeko segidako ebidentzia lerroak topatu zituzten ere.

16. irudia. 1980n Science aldizkarian argitaratu eta hautsak arrotu zituzten zientzialarien argazkia.

Ezkerretik eskumara: Luis Alvarez, Walter Alvarez, Frank Asaro eta Helen Michel. Iturria [11].

 

4.2.1. Krakatoa bolkana

Meteoritoaren inpaktua existitu izan bazen, inpaktuak krater bat sortuko luke, eta kraterretik estratosferara kanporatutako hautsak eguzkiaren argia itzaltzeko, eta berarekin urte batzuetan fotosintesia eragozteko zein baldintzak bete behar diren hasiko naiz azaltzen lehenik. Horretarako, oso ongi aztertuta zegoen 1883 urtean Java eta Sumatra tarteko Sunda Straiten gertatutako Krakatoa bolkanaren erupzioa aztertuko dugu.

1883 urteko abuztuaren 26 eta 27an Kraktoaren erupzioek 18 km3 material atmosferara igorri zuten eta horietatik 4 km3 estratosferan amaitu zuten. Erupzioek estratosferara igorritako hautsa oso arin inguratu zuen Lur osoa, ilunabar oso distiratsuak eta koloredunak munduko toki guztietan eraginez. Izan ere, ilunabar berezi horiek 2-2,5 urtez iraun zuten dirdira bereziarekin. Beraz, esan daiteke estratosfera igorritako hautsa 2-2,5 urtez bertan iraun zuela Lurrazalera jausi aurretik.

Aipaturiko balioekin lor daiteke zein balio zuen estratosferan kokatu zen hauts-geruzaren masa-dentsitatea, 1,6×10-3 g/cm2 hain zuzen. Jakin badakigu geruza horrek ez zuela zurgatu eguzki-argi zuzen guztia (ilunabar bereziak mantendu ziren), baina balio hori 1000 faktorez biderkatzen badugu ([14] artikuluan dagoen teoriaren aurreikuspena), oso posiblea litzateke eguzki-argia maila oso handi batean gutxituko litzatekela.

Ondorioz, esan dezakegu duela 65 Murte eguna gaua bilakatu zela urte batzuetan zehar. Ostean, eta nahiko arin, atmosfera berriro gardena bilakatuko zen.

Hipotesia zuzena bada, iridioaren anomalia ez da Gubbiora bakarrik mugatu behar, Lur planetako toki askotan eta hemisferio desberdinetan topatu beharko litzateke. Hori buruan izanik, Berkeleyko liburutegian ibili zen Walter Alvarez iridioaren anomaliaren beste hautagairik non egon zitekeen arakatuz. Egun mundu osoan barreiaturiko ehun toki baino gehiagotan (Zumaia barne) topatu da iridioaren anomalia, baina 1970ko hamarkadaren amaieran, bakarrik beste toki posible bat topatu zuten, Kopenaghen hiriburuaren hegoaldean kokaturiko Stevns Klint itsaslabarretan zehazki. Eta bai, neurketak egin ostean iridioaren anomalia bertan topatu zuten baita ere. 1982 urtean Luis Alvarez et al. [15] beste artikulu bat argitaratu zuten iridioaren anomaliaz munduko eskualde desberdinetan. Bertan, Zumaia eta Donostia agertzen dira, non iridioaren anomaliaren balioa 4,0 ppb-raino heltzen den.

Behar bada, une aproposa da 1 ppb balioaren txikitasunaz ohartzeko. Horretarako, Lur planetan egun dagoen populazioa erabiliko dut: egun, gutxi gorabehera, 7.000 milioi biztanle bizi gara munduan, eta 7 da munduko populazioaren 1 ppb-a, ohar zaitezketenez oso txikia.

 

4.2.2 Meteoritoaren tamaina

Inpaktoaren hipotesia zuzena bada, zenbateko tamaina eduki beharko luke meteoritoak eguzki-argia indargabetzeko? Luis Alvarezek 4 bide desberdin proposatzen ditu meteoritoaren tamaina kalkulatzeko, laugarrena estratosferara igorritako hautsak eguzki-argia indargabetzeko gai izan behar duela oinarri bezala hartuta. Aipaturiko lau balioespenak egin eta gero ondorioztatu zuten, informazio edo datu guztiak bateragarriak direla 10 ± 4 km diametroko meteoritoarekin [14]. Hala ere, esan beharra dago Krakatoa bolkanarekin alderatuz, desberdintasun nabarigarri bat egon behar dela; berau da, inpaktuaren ostean sortuko litzatekeen muturreko turbulentzia/zurrunbilo atmosferikoa. Meteoritoa atmosferara gutxi gorabehera, 25 km/s-ko abiaduraz sartuko litzateke eta atmosferan 10 km inguruko «zulo bat aitzurtuko luke». Meteoritoaren energia zinetikoa oso erraz kalkula daiteke eta ematen duen balioa itzela da: 100.000.000 TNT megatoi. Ohartu zaitez Hiroshiman lehertu zuten Little Boy uranioko lehergailu nuklearrak 0,016 TNT megatoikoa zela (16.000 TNT Kilotoi), eta Nagasikin lehertu zutenak ordea, Fat Man plutoniko lehergailu nuklearrak 0,021 TNT megatoi (21.000 TNT Kilotoi). Beraz, ohar zaitezkenez irakurle, Bigarren Mundu Gerran lehertu ziren lehergailu nuklearren potentzia meteoritoaren inpaktuarekin alderatuta hutsaren hurrengoa direla. Izan ere, meteoritoaren inpaktuaren potentzia, Gerra Hotzean Mundu osoan pilatutako armategi nuklear osoan bilduta zegoena baina 10.000 aldiz handiagoa. Gainera, potentzia itzel oso hori bapatean askatu zen.

1980ko ekainaren 6ean Science aldizkari ospetsuan Inpaktu Teoriaren hipotesia argitaratu zen. Hipotesi horrek orduan geologo eta paleontologo gehienek (guztiak ez baziren) buruhezurretan iltzaturik zuten uniformitarismo/gradualismo teoriari erabat aurka egiten zion. Artikuluak plantatzen zuen Lur planetaren eboluzioan aldaketek ez dutela beti gradualistak izan behar, katastrofistak ere izan zitezkeela, meteoritoaren inpaktuaren hipotesia bezala. Izan ere, gure existentzia, gizakiona, meteorito baten inpaktuaren ondorio zuzena da; ez dago argi, horrela ez balitz gu geu munduaren jabe izateko aukerarik izango genuenik. Gizakiok kasualitate baten ondorio garela esatera ausartzen naiz.

Argitaraturiko artikuluaren lehen arazoa akademian ongi sendotua zegoen teoriaren aurka joatea izan zen eta bigarrena «migrantearen» efektua. Bigarren hau oso gogorra izan zen suntsipenei buruzko artikulua sinatzen zutenak ez baitziren paleontologoak, aldiz, fisikari bat, bi kimiko nuklear eta geologo bat. Nola ausartzen ziren berea ez zen zientzia-arlo batean sudurra sartzen, hots, ez zegokien zientzia-arlo batean muturra sartzen. Izan ere, 1980ko iridioari buruzko artikuluak ekaitza itzela sortu zuen Kretazeo-Tertziarioko masa-suntsipenean, eta 1980ko hamarkada osoan zehar orro galanta egin zuen.

Historia hori oso interesgarria da eztabaidak ez baitziren hainbatetan adiskidetsuak edo lagunkoiak izan. Gainera, kasu honetan kazetariek parte handia izan zuten eztabaidetan, maiz egunkarietako lehen orrietan agertzen baitziren. Dakigunez eta zoritxarrez, kazetarien helburua alde desberdinen arteko liskarra sortzea da, zientzialariak berriz, eztabaida bizi baina errespetutsuz profitatzen dira. Kasu batzuetan erasoak larriak izan ziren, baina orohar zientzialariek nahiko zentzudun jokatu zuten. Guzti hori, III zatian kontatuko dut.

Horrez gain, inpaktuaren hipotesiak gutxienez froga bat gehiago behar du, iridioarena ez da nahiko. 10 km diametroko meteoritoak Lurra erasotu bazuen duela 65 milioi urte, krater handi bat sortu beharra zuen, 200 km diametrokoa gutxi gorabehera. Non dago? Hau ere III zatian topatuko duzu.

Aurretik elinberri blogean idatzi nuen Geologia 1- Fisika 0 artikuluan, galtzaile bat zegoen, Lord Kelvin fisikari ospetsua hain zuzen, eta irabazle argi bat Arthur Holmes geologoa. Hori jakinda, dagoeneko ohartuko zinen zergatik jarri diodan artikulu honi Geologia 1- Fisika 1 izenburua. Luis W. Alvarez, 1968ko Fisikan Nobel Saria jaso zuena, nire iritziz [14] artikuluaren arima eta heroia da. Berak, proposatu zituen artikulu honetan aurkeztu diren proposamen guztiak (horrela dio Walter Alvarezek [11]), eta bera izan zen ere guztiak kalkulatu zituena. Beraz, geologoen eta fisikarien arteko «partidua» berdintzea lortu zuen. Zoritxarrez, istorio honen amaiera dastatzeko aukerarik ez zuen izan.

 

ESKER ONAK

Maria Jesús Irabien eta Ana Alonso UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Saileko irakasleak/ikertzaileak eskertzen ditut egin dizkidaten iruzkinengatik.

Halaber, Inari Plazaola eskertzen dut artikuluaren testua gainbegiratzegatik.

ERREFERENTZIAK

[1] http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/history_12

[2] Wegener, Alfred. 1966. “The Origin of Continents and Oceans” (english Ed.), New York: Dover.

[3] Wegener, Else and Loewe, Fritz eds. 1939. “Greenland Journey: the story of Wegener´s German Expedition to Greenland in 1930-31”. London: Blackie & Son, Ltd. Alfred Wegener bertan hil zen.

[4] Owen, Richard. 1842. “Report on the British Fossil Reptiles. Part II”, Rep. Br. Assoc. Advan. Sci. Vol. 60:204.

[5] Marsh, O. C. 1895. “On the affinities and classification of the dinosaurian reptiles”, Am. J. Sci. Vol. 50 (3): 483-498.

[6] Benton, M. J. 1990. “Scientific methodology in collision: the history of the study of the extinction of the DinosaursEvolutionary Biology, Vol. 24: 371-400.

[7] Plazaola, Fernando. 1997. “Lurraren Eremu magnetikoaEKAIA, Vol. 7: 51-70

[8] Luterbacher, H.P. and Premoli Silva, I. 1964. “Bioestratigrafia del limite cretaceo-terziario nell’ Appenini centraleRivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, Vol. 70: 67.

[9] https://es.slideshare.net/JoaquinRibes/el-flysch-del-litoral-deba-zumaia;

http://www.euskonews.eus/0568zbk/gaia56803es.html

[10] Ward, Peter Douglas. 1992. “On Methuselah’s Trail: Living Fossils and the Great Extinctions”, W.H. Freeman and Cia, New York, ISBN 0-7167-2203-8.

[11] Alvarez Walter. 1997. “Tyrannosaurus rex and the crater of doom” Published by Princeton University Press, 41 William Street, Princeton, New Jersey 08540.

[12] Russell, Dale and Tucker, Wallace 1971. “Electromagnetic radiation and cosmic rays frrom the explosion of a nearby supernovaNature, Vol. 229: 553

[13] Shklovsky, I.S. 1968 “Supernovae” Published by Wiley, New York, p. 377.

[14] Alvarez, Luis W.; Alvarez, Walter; Asaro, Frank and Michel, Helen V. 6 june 1980. “Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction: Experimental results and theoretical interpretation” Science, Vol. 208 (4448):1095-1108.

[15] Alvarez, Luis W.; Alvarez, Walter; Asaro, Frank and Michel Helen V. 1982. “Current status of the impact theory for the Terminal Cretaceous extinctionGeol. Soc. Am. spec. Pap, Vol. 190: 305-315.