การสูญพันธุ์ในยุคครีเทเชียส–พาลีโอจีน

Linas Juozenas

การชนของดาวเคราะห์น้อยและกิจกรรมภูเขาไฟที่นำไปสู่การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นก

จุดสิ้นสุดของยุคสมัย

เป็นเวลากว่า 150 ล้านปี dinosaurs ครองระบบนิเวศบนบก ขณะที่สัตว์เลื้อยคลานในทะเล (เช่น มอซาซอร์, เพลซิโอซอร์) และสัตว์เลื้อยคลานบินได้ (เทอโรซอร์) ครองทะเลและท้องฟ้า ความสำเร็จอันยาวนานในยุคเมโสโซอิกนี้สิ้นสุดลงอย่างกะทันหัน 66 ล้านปีก่อน ที่เส้นแบ่ง Cretaceous–Paleogene (K–Pg) (เดิมเรียกว่า “K–T”) ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ค่อนข้างสั้น ไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นก สัตว์เลื้อยคลานทะเลขนาดใหญ่ แอมโมไนต์ และสายพันธุ์อื่น ๆ อีกมากมายสูญพันธุ์ ผู้รอดชีวิต—นก (ไดโนเสาร์ที่เป็นนก), สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม, สัตว์เลื้อยคลานบางชนิด และสิ่งมีชีวิตในทะเลบางชนิด—จะสืบทอดโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างมาก

ใจกลางของการสูญพันธุ์ K–Pg คือ Chicxulub impact—การชนครั้งร้ายแรงโดยดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางขนาด ~10–15 กม. ในคาบสมุทรยูคาทานปัจจุบัน หลักฐานทางธรณีวิทยาสนับสนุนอย่างแข็งขันว่าเหตุการณ์จักรวาลนี้เป็นสาเหตุหลัก แม้ว่า volcanic การปะทุ (เช่น Deccan Traps ในอินเดีย) จะเพิ่มความเครียดผ่านก๊าซเรือนกระจกและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การร่วมมือของภัยพิบัติเหล่านี้นำไปสู่การล่มสลายของสายพันธุ์เมโสโซอิกหลายชนิด จบลงด้วยการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งที่ห้า การเข้าใจเหตุการณ์นี้ช่วยชี้แจงว่าการรบกวนขนาดใหญ่และฉับพลันสามารถยุติการครอบงำทางนิเวศวิทยาที่ดูเหมือนจะไม่อาจถูกทำลายได้อย่างไร

2. โลกยุคครีเทเชียสก่อนการชน

2.1 สภาพภูมิอากาศและสิ่งมีชีวิต

ในยุค Late Cretaceous (~100–66 Ma) โลกโดยทั่วไปมีอากาศอบอุ่น ระดับน้ำทะเลสูงปกคลุมภายในทวีป สร้างทะเลตื้นในพื้นที่ภาคพื้นทวีป Angiosperms (พืชดอก) เจริญรุ่งเรือง สร้างถิ่นที่อยู่อาศัยบนบกที่หลากหลาย ฝูงไดโนเสาร์ประกอบด้วย:

เทอโรพอด: ไทแรนโนซอร์, ดรอเมโอซอร์, อาเบลิซอริดส์
ออร์นิธิชียน: แฮโดรซอร์ (ปากเป็ด), เซราทอปเซียน (ไทรเซราทอปส์), แองคีโลซอร์, แพคิเซฟาโลซอร์
ซอโรพอด: ไททาโนซอร์ โดยเฉพาะในทวีปทางใต้

ในสภาพแวดล้อมทางทะเล มอซาซอร์ ครองตำแหน่งนักล่าชั้นสูง ร่วมกับเพลซิโอซอร์ แอมโมไนต์ (สัตว์ปลาหมึกโบราณ) มีจำนวนมาก นกมีความหลากหลายมากขึ้น ขณะที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่มีขนาดเล็ก ระบบนิเวศดูเหมือนจะมั่นคงและมีผลผลิตสูง ไม่มีสัญญาณของวิกฤตการณ์ระดับโลกจนกระทั่งถึงเขต K–Pg

2.2 การปะทุภูเขาไฟ Deccan Traps และความเครียดอื่นๆ

ปลายยุคครีเทเชียส เริ่มเกิดภูเขาไฟ Deccan Traps ขนาดใหญ่ในแผ่นดินอินเดีย การปะทุของลาวานี้ปล่อย CO₂, ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และละออง อาจทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นหรือทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นกรด แม้จะไม่ใช่สาเหตุโดยตรงของการสูญพันธุ์ แต่ก็อาจทำให้นิเวศวิทยาอ่อนแอลงหรือมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทีละน้อย เตรียมพร้อมสำหรับภัยพิบัติที่รุนแรงกว่า [1], [2].

3. การชน Chicxulub: หลักฐานและกลไก

3.1 การค้นพบความผิดปกติของอิริเดียม

ในปี 1980, Luis Alvarez และทีมงานพบชั้นดินเหนียวที่มี อิริเดียมสูง ทั่วโลกที่เขต K–Pg ในกุบบิโอ อิตาลี และสถานที่อื่นๆ อิริเดียมเป็นธาตุหายากในเปลือกโลกแต่พบมากในอุกกาบาต พวกเขาสันนิษฐานว่าการชนขนาดใหญ่เป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ อธิบายระดับอิริเดียมที่สูง ชั้นดินเหนียวนี้ยังมี ตัวชี้วัดผลกระทบ อื่นๆ:

ควอตซ์หลอมละลายจากแรงกระแทก (ควอตซ์ที่ถูกแรงกระแทก)
ไมโครเทกไทต์ (ลูกแก้วเล็กๆ ที่เกิดจากการระเหยของหิน)
ระดับธาตุกลุ่มแพลทินัมสูง (เช่น ออสเมียม, อิริเดียม)

3.2 การหาตำแหน่งหลุมอุกกาบาต: Chicxulub, Yucatán

การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ภายหลังพบหลุมอุกกาบาตขนาด ~180 กม. (หลุมอุกกาบาต Chicxulub crater) ใต้คาบสมุทรยูคาทานในเม็กซิโก ตรงตามเกณฑ์ของการชนดาวเคราะห์น้อย/ดาวหางขนาด ~10–15 กม.: มีหลักฐานของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหินจากแรงกระแทก ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง และแกนเจาะที่เผยให้เห็นหินแตกหัก การหาค่าอายุด้วยวิธีเรดิโอเมตริกของชั้นหินเหล่านี้ตรงกับเขต K–Pg (~66 ล้านปี) ยืนยันความเชื่อมโยงระหว่างหลุมอุกกาบาตกับการสูญพันธุ์ [3], [4].

3.3 พลวัตของการชน

เมื่อกระทบ พลังงานจลน์เทียบเท่าระเบิดปรมาณูพันล้านลูกถูกปลดปล่อย:

คลื่นระเบิด และ เศษซาก: ไอหินและเศษซากหลอมเหลวพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศบน อาจตกลงทั่วโลก
ไฟและคลื่นความร้อน: ไฟป่าทั่วโลกอาจเกิดจากเศษซากที่ตกกลับลงมาหรืออากาศที่ร้อนจัด
ฝุ่นและละออง: อนุภาคละเอียดบังแสงแดด ลดการสังเคราะห์แสงอย่างมากเป็นเวลาหลายเดือนถึงหลายปี ("ฤดูหนาวจากผลกระทบ")
ฝนกรด: หินแอนไฮไดรต์หรือหินคาร์บอเนตที่ระเหยอาจปล่อยกำมะถันหรือ CO₂ ทำให้เกิดฝนกรดและความผิดปกติของสภาพภูมิอากาศ

การผสมผสานของความมืด/ความเย็นระยะสั้นและการเพิ่มอุณหภูมิเรือนกระจกระยะยาวจาก CO ที่ปล่อยซ้ำ₂ ก่อให้เกิดความเสียหายทางนิเวศวิทยาทั่วทั้งระบบนิเวศบนบกและทางทะเลของโลก

4. ผลกระทบทางชีวภาพและการสูญพันธุ์แบบเลือกสรร

4.1 การสูญเสียบนบก: ไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นกและอื่น ๆ

ไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นก ตั้งแต่ผู้ล่าระดับสูงอย่าง Tyrannosaurus rex ถึงสัตว์กินพืชขนาดยักษ์อย่าง Triceratops หายไปทั้งหมด เทอโรซอร์ก็เช่นกัน สัตว์บกขนาดเล็กจำนวนมาก โดยเฉพาะที่พึ่งพาพืชขนาดใหญ่หรือระบบนิเวศที่มั่นคง ก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน อย่างไรก็ตาม สายพันธุ์บางกลุ่มรอดชีวิต:

นก (ไดโนเสาร์ปีก) ทนทาน อาจเป็นเพราะขนาดเล็ก การบริโภคเมล็ดพืช หรืออาหารที่ยืดหยุ่น
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม: แม้ได้รับผลกระทบเช่นกัน แต่ฟื้นตัวได้เร็วกว่า และขยายพันธุ์เป็นรูปแบบขนาดใหญ่ในยุค Paleogene
จระเข้ เต่า สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ: บางกลุ่มที่อาศัยในน้ำหรือน้ำครึ่งหนึ่งก็รอดชีวิต

4.2 การสูญพันธุ์ทางทะเล

ในมหาสมุทร โมซาซอร์ และเพลซิโอซอร์หายไป พร้อมกับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังจำนวนมาก:

แอมโมไนต์ (ปลาหมึกโบราณที่ประสบความสำเร็จมายาวนาน) ถูกทำลายหมด ในขณะที่นอติลิดส์รอดชีวิต
ฟอรามินิเฟอราแบบล่องลอย และกลุ่มไมโครฟอสซิลอื่น ๆ ประสบการสูญเสียอย่างรุนแรง ซึ่งมีความสำคัญต่อห่วงโซ่อาหารทางทะเล
ปะการังและหอยสองฝา เผชิญกับการสูญพันธุ์ในท้องถิ่น แต่บางสายพันธุ์ฟื้นตัวได้

การล่มสลายของผลผลิตขั้นต้นใน "ฤดูหนาวจากผลกระทบ" อาจทำให้ห่วงโซ่อาหารทางทะเลขาดอาหาร สายพันธุ์หรือระบบนิเวศที่พึ่งพาผลผลิตสูงอย่างต่อเนื่องน้อยกว่าหรือสามารถพึ่งพาทรัพยากรซากอินทรีย์หรือชั่วคราวได้ดีกว่า จึงรอดชีวิตได้ดีกว่า

4.3 รูปแบบการรอดชีวิต

สายพันธุ์ขนาดเล็กและสายพันธุ์ทั่วไปที่ปรับตัวได้ดีกับอาหารหรือสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงมักรอดชีวิต ในขณะที่สายพันธุ์ขนาดใหญ่หรือเฉพาะทางสูญพันธุ์ การเลือกสรรตามขนาดหรือระบบนิเวศนี้อาจสะท้อนถึงความร่วมมือที่หยุดไม่ได้ของความมืด/ความเย็นทั่วโลก ความเครียดจากไฟป่า และความผิดปกติของเรือนกระจกที่ตามมา ซึ่งทำลายระบบนิเวศทั้งหมด

5. บทบาทของภูเขาไฟ Deccan Traps

5.1 การทับซ้อนของเวลา

ภูเขาไฟ Deccan Traps ในอินเดียปะทุลาวาแมกมาฟลัดในช่วงรอบขอบเขต K–Pg ปล่อย CO₂ และกำมะถันจำนวนมาก บางคนเสนอว่าการปะทุเหล่านี้เพียงอย่างเดียวอาจก่อให้เกิดวิกฤตสิ่งแวดล้อม เช่น การเพิ่มอุณหภูมิหรือความเป็นกรด บางคนมองว่าเป็นความเครียดสำคัญ แต่ ถูกบดบังหรือกระตุ้นความร่วมมือกับผลกระทบ Chicxulub

5.2 สมมติฐานผลกระทบร่วม

ท่าทีที่ได้รับความนิยมคือโลกกำลังเผชิญกับ “ความเครียด” จากภูเขาไฟ Deccan—ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนหรือการรบกวนทางนิเวศบางส่วน—เมื่อการชน Chicxulub มอบแรงกระแทกสุดท้ายที่รุนแรง โมเดลความร่วมมือนี้อธิบายว่าทำไมการสูญพันธุ์จึงสมบูรณ์: ความเครียดหลายอย่างพร้อมกันเอาชนะความยืดหยุ่นของชีวภาพโลก [5], [6].

6. ผลที่ตามมา: ยุคใหม่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก

6.1 โลกในยุค Paleogene

หลังจากขอบเขต K–Pg กลุ่มที่รอดชีวิตแพร่กระจายอย่างรวดเร็วในยุค Paleocene (~66–56 Ma):

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ขยายเข้าสู่ช่องว่างที่เคยเป็นของไดโนเสาร์ พัฒนาไปจากรูปแบบขนาดเล็กที่คล้ายสัตว์กลางคืนไปสู่ขนาดตัวที่หลากหลาย
นก ขยายพันธุ์ หลากหลายบทบาทตั้งแต่นกที่เดินบนพื้นไม่สามารถบินได้จนถึงผู้เชี่ยวชาญทางน้ำ
สัตว์เลื้อยคลาน เช่น จระเข้ เต่า สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ และกิ้งก่า ยังคงอยู่หรือขยายพันธุ์ในถิ่นที่อยู่ที่เปิดใหม่

เหตุการณ์ K–Pg จึงกระตุ้นการ “รีเซ็ต” ทางวิวัฒนาการ ซึ่งคล้ายกับการฟื้นตัวจากการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งอื่น ๆ ระบบนิเวศที่จัดโครงสร้างใหม่เหล่านี้กลายเป็นฐานสำหรับชีวภาพบนบกสมัยใหม่

6.2 แนวโน้มระยะยาวของสภาพภูมิอากาศและความหลากหลายทางชีวภาพ

ในช่วง Paleogene สภาพภูมิอากาศของโลกเย็นลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป (หลังจากการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของ Paleocene–Eocene Thermal Maximum) ก่อให้เกิดการขยายตัวทางวิวัฒนาการเพิ่มเติมในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นำไปสู่ลิงดึกดำบรรพ์ สัตว์เท้าแข็ง และสัตว์กินเนื้อ ในขณะเดียวกัน ระบบนิเวศทางทะเลก็มีการจัดระเบียบใหม่—ระบบแนวปะการังสมัยใหม่ การแพร่กระจายของปลาเทเลอสต์ และวาฬก็ปรากฏขึ้น การขาดหายไปของมอซาซอร์และสัตว์เลื้อยคลานทางทะเลเปิดช่องว่างสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทางทะเล (เช่น วาฬ) ในยุค Eocene

7. ความสำคัญของการสูญพันธุ์ K–Pg

7.1 การทดสอบสมมติฐานการชน

เป็นเวลาหลายทศวรรษ ความผิดปกติของอิริเดียมของ Alvarez กระตุ้นการถกเถียงอย่างดุเดือด แต่การค้นพบปล่อง Chicxulub ได้ยุติข้อโต้แย้งมากมาย—การชนของอุกกาบาตขนาดใหญ่ ทำให้เกิดวิกฤตการณ์ระดับโลกอย่างฉับพลัน เหตุการณ์ K–Pg เป็นตัวอย่างสำคัญของวิธีที่แรงภายนอกจากจักรวาลสามารถลบล้างสถานะปัจจุบันของโลกได้ทันที โดยเขียนลำดับชั้นทางนิเวศวิทยาใหม่

7.2 การเข้าใจพลวัตของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่

ข้อมูลขอบเขต K–Pg ช่วยให้เราเข้าใจการเลือกสรรการสูญพันธุ์: สปีชีส์ขนาดเล็กที่มีลักษณะทั่วไปหรือที่อยู่ในถิ่นที่อยู่บางแห่งรอดชีวิต ในขณะที่รูปแบบขนาดใหญ่หรือเฉพาะทางสูญพันธุ์ สิ่งนี้ชี้แจงการอภิปรายสมัยใหม่เกี่ยวกับความยืดหยุ่นของความหลากหลายทางชีวภาพภายใต้ความเครียดจากสภาพภูมิอากาศหรือสิ่งแวดล้อมที่รวดเร็ว

7.3 มรดกทางวัฒนธรรมและวิทยาศาสตร์

การสูญพันธุ์ของ “dinosaurs” ดึงดูดจินตนาการของสาธารณชน สร้างภาพจำของอุกกาบาตขนาดมหึมาที่ทำให้ยุคเมโสโซอิกสิ้นสุดลง เรื่องราวการสูญพันธุ์นี้กำหนดวิธีที่เรามองเห็นความเปราะบางของโลกและโอกาสที่การชนขนาดใหญ่ในอนาคตอาจคุกคามชีวิตสมัยใหม่ในลักษณะเดียวกัน (แม้ความน่าจะเป็นในระยะสั้นจะน้อย)

8. ทิศทางในอนาคตและคำถามที่ยังเปิดอยู่

การกำหนดเวลาที่แม่นยำ: การหาวันที่ด้วยความแม่นยำสูงเพื่อดูว่าช่วงการปะทุของภูเขาไฟ Deccan ตรงกับขอบเขตการสูญพันธุ์หรือไม่
การศึกษาทาฟโนมีอย่างละเอียด: การเข้าใจว่าชุดฟอสซิลท้องถิ่นบันทึกช่วงเวลาของเหตุการณ์อย่างไร—ทันทีทันใดหรือหลายระยะ
ความมืดมิดทั่วโลกและไฟป่า: การศึกษาชั้นเขม่าควันและตะกอนถ่านไม้ช่วยปรับปรุงแบบจำลองระยะเวลาของ “ฤดูหนาวจากผลกระทบ”
เส้นทางการฟื้นตัว: ชุมชนในยุค Paleocene หลังการสูญพันธุ์เผยให้เห็นว่ากลุ่มที่รอดชีวิตสร้างระบบนิเวศใหม่อย่างไร
รูปแบบชีวภูมิศาสตร์: บางภูมิภาคทำหน้าที่เป็นที่หลบภัยหรือไม่? ความแตกต่างตามละติจูดในการรอดชีวิตมีนัยสำคัญหรือไม่?

9. บทสรุป

การสูญพันธุ์ Cretaceous–Paleogene Extinction เป็นตัวอย่างสำคัญของวิธีที่ external shock (ผลกระทบของอุกกาบาต) และความเครียดทางธรณีวิทยาที่มีอยู่ก่อน (การปะทุของภูเขาไฟ Deccan) สามารถทำลายความหลากหลายทางชีวภาพอย่างมากและยุติสายพันธุ์ที่โดดเด่นที่สุด—ไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นก, เทโรซอร์, สัตว์เลื้อยคลานทะเล และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลหลายชนิด ความรวดเร็วของการสูญพันธุ์เน้นย้ำถึงความเปราะบางของธรรมชาติภายใต้แรงกดดันจากเหตุการณ์รุนแรงอย่างฉับพลัน หลังจากการสูญพันธุ์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกได้รับมรดกโลกที่เปลี่ยนแปลงไป และเริ่มต้นเส้นทางวิวัฒนาการที่นำไปสู่ระบบนิเวศในปัจจุบัน

นอกเหนือจากความสำคัญทางบรรพชีวินวิทยา เหตุการณ์ K–Pg ยังสะท้อนถึงการอภิปรายที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับอันตรายจากดาวเคราะห์ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และกระบวนการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ โดยการถอดรหัสหลักฐานที่เหลืออยู่ที่ชั้นดินเขตแดนและหลุมอุกกาบาต Chicxulub เรายังคงปรับปรุงความเข้าใจของเราว่าชีวิตบนโลกสามารถแข็งแกร่งและเปราะบางในเวลาเดียวกันได้อย่างไร ซึ่งถูกกำหนดโดยเหตุการณ์จักรวาลและพลวัตภายในของโลก การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ แม้จะเป็นโศกนาฏกรรมจากมุมมองความหลากหลายทางชีวภาพ แต่ก็เปิดประตูวิวัฒนาการสู่ยุคของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม—และในที่สุดก็นำมาสู่เรา

เอกสารอ้างอิงและการอ่านเพิ่มเติม

Alvarez, L. W., Alvarez, W., Asaro, F., & Michel, H. V. (1980). “สาเหตุจากนอกโลกสำหรับการสูญพันธุ์ยุคครีเทเชียส–เทอร์เชียรี.” Science, 208, 1095–1108.
Schulte, P., et al. (2010). “ผลกระทบของอุกกาบาต Chicxulub และการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่เขตแดนยุคครีเทเชียส–พาลีโอจีน.” Science, 327, 1214–1218.
Hildebrand, A. R., et al. (1991). “หลุมอุกกาบาต Chicxulub: หลุมอุกกาบาตที่อาจเป็นเขตแดนยุคครีเทเชียส/เทอร์เชียรี บนคาบสมุทรยูคาทาน ประเทศเม็กซิโก.” Geology, 19, 867–871.
Keller, G. (2005). “ผลกระทบ, การปะทุของภูเขาไฟ และการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่: บังเอิญหรือต้นเหตุและผลลัพธ์?” Australian Journal of Earth Sciences, 52, 725–757.
Courtillot, V., & Renne, P. (2003). “เกี่ยวกับอายุของเหตุการณ์ลาวาแมกมาฟลัด.” Comptes Rendus Geoscience, 335, 113–140.
Hull, P. M., et al. (2020). “เกี่ยวกับผลกระทบและการปะทุของภูเขาไฟในช่วงเขตแดนยุคครีเทเชียส-พาลีโอจีน.” Science, 367, 266–272.

กลับไปที่บล็อก

ประเทศ/ภูมิภาค

ภาษา