فرضية ألفاريز

تفترض فرضية ألفاريز أن الانقراض الجماعي للديناصورات غير الطائرة والعديد من الكائنات الحية الأخرى خلال حدث انقراض العصر الطباشيري-الباليوجيني كان نتيجة اصطدام نيزك ضخم بالأرض . قبل عام 2013، كان يُعتقد أن هذا الحدث وقع قبل حوالي 65 مليون سنة، لكن رين وزملاؤه (2013) قدموا تاريخًا مُحدثًا قدره 66 مليون سنة. ^{[ 1 ]} تشير الأدلة إلى أن النيزك سقط في شبه جزيرة يوكاتان ، في تشيكسولوب، المكسيك . سُميت هذه الفرضية نسبةً إلى العالمين لويس ووالتر ألفاريز ، الأب والابن، اللذين طرحاها لأول مرة عام 1980. بعد ذلك بوقت قصير، وبشكل مستقل، طرحها عالم الحفريات الهولندي يان سميت . ^{[ 2 ]}

في مارس/آذار 2010، أيدت لجنة دولية من العلماء فرضية الكويكب، وتحديدًا اصطدام تشيكسولوب ، باعتباره سبب الانقراض. راجع فريقٌ مؤلف من 41 عالمًا 20 عامًا من الأدبيات العلمية، واستبعدوا بذلك نظريات أخرى كالبراكين الهائلة. وخلصوا إلى أن صخرة فضائية قطرها 10-15 كيلومترًا (6-9 أميال) اصطدمت بالأرض في تشيكسولوب. وللمقارنة، يبلغ قطر قمر المريخ فوبوس 22 كيلومترًا (14 ميلًا) ، بينما يبلغ قطر جبل إيفرست أقل من 9 كيلومترات (5.6 ميل) . كان من شأن هذا الاصطدام أن يُطلق طاقة تعادل 100 مليون ميغاطن من مادة تي إن تي (4.2 × 10²³ ^جول ) ، أي أكثر من مليار ضعف طاقة القنابل الذرية التي أُلقيت على هيروشيما وناغازاكي . ^{[ 3 ]}       

أيد مشروع حفر أُجري عام 2016 في الحلقة العلوية للفوهة الفرضية بقوة، وأكد العديد من الأمور التي كانت غامضة حتى ذلك الحين. من بين هذه الأمور أن الحلقة العلوية تتكون من الجرانيت (صخر موجود في أعماق الأرض) وليس من صخور قاع البحر المعتادة، والتي تعرضت للصدمة والانصهار والقذف إلى السطح في غضون دقائق، بالإضافة إلى وجود أدلة على حركة هائلة لمياه البحر مباشرة بعد ذلك من رواسب رملية. والأهم من ذلك، أظهرت العينات اللبية غيابًا شبه تام للجبس ، وهو صخر يحتوي على الكبريتات، والذي كان من الممكن أن يتبخر وينتشر كهباء جوي في الغلاف الجوي، مما يؤكد وجود صلة محتملة بين الاصطدام والآثار العالمية طويلة المدى على المناخ والسلسلة الغذائية.

في عام 1980، اكتشف فريق من الباحثين بقيادة الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل لويس ألفاريز ، وابنه الجيولوجي والتر ألفاريز ، والكيميائيين فرانك أسارو وهيلين فون ميشيل ، أن الطبقات الرسوبية الموجودة في جميع أنحاء العالم عند حدود العصر الطباشيري-الباليوجيني (حدود K-Pg، والتي كانت تسمى سابقًا حدود العصر الطباشيري-الثلاثي أو حدود K-T) تحتوي على تركيز من الإيريديوم أكبر بمئات المرات من المعدل الطبيعي. ^{[ 4 ]}

في دراسة سابقة نُشرت عام ١٩٥٣، قام الجيولوجيان آلان أو. كيلي وفرانك داهيل بتحليل أدلة جيولوجية عالمية تشير إلى اصطدام كويكب عملاق واحد أو أكثر بالأرض، مما تسبب في انحراف زاوي في محورها، وفيضانات عالمية، وعواصف نارية، وانسداد الغلاف الجوي، وانقراض الديناصورات . ^{[ ٥ ] [ ٦ ]} وقد ظهرت تكهنات أخرى سابقة حول إمكانية وقوع حدث اصطدام، ولكن دون أدلة قوية تؤكد ذلك. ^{[ ٧ ]}

كان موقع الاصطدام مجهولاً عندما وضع فريق ألفاريز فرضيتهم، لكن العلماء اكتشفوا لاحقاً فوهة تشيكسولوب في شبه جزيرة يوكاتان ، والتي تعتبر الآن الموقع المحتمل للاصطدام. ^{[ 4 ]}

أفاد بول رين من مركز بيركلي لعلم تحديد أعمار الأرض أن تاريخ اصطدام الكويكب يعود إلى 66,038,000 سنة مضت، مع هامش خطأ يبلغ 11,000 سنة، وذلك استنادًا إلى تقنية التأريخ الأرغوني-الأرغون . ويضيف أن الانقراض الجماعي للديناصورات حدث في غضون 33,000 سنة من هذا التاريخ. ^{[ 8 ]}

في أبريل 2019، نُشرت ورقة بحثية في مجلة PNAS تصف أدلة من موقع أحفوري في داكوتا الشمالية ، يقول مؤلفوها إنها تُقدّم "صورةً لما بعد الاصطدام" للأحداث التي أعقبت اصطدام الكويكب، "بما في ذلك تراكم المقذوفات ونفوق جماعي للحيوانات". ^{[ 9 ]} وجد الفريق أن التكتيتات التي انتشرت في المنطقة كانت موجودة في الكهرمان الذي عُثر عليه في الموقع، كما كانت مُدمجة في خياشيم حوالي 50% من الأسماك الأحفورية. وتمكنوا أيضًا من العثور على آثار من الإيريديوم. يفترض المؤلفون - ومن بينهم والتر ألفاريز - أن صدمة الاصطدام، التي تُعادل زلزالًا بقوة 10 أو 11 درجة، ربما أدت إلى حدوث موجات متذبذبة في البحيرات أو الخلجان، والتي وصلت إلى الموقع في داكوتا الشمالية في غضون دقائق أو ساعات من الاصطدام. وكان من شأن ذلك أن يؤدي إلى دفن الكائنات الحية بسرعة تحت طبقة سميكة من الرواسب. ونُقل عن المؤلف المشارك ديفيد بورنهام من جامعة كانساس قوله: "إنها ليست مسحوقة، بل أشبه بانهيار جليدي ينهار كسائل تقريبًا، ثم يتصلب كالإسمنت. لقد ماتت فجأة بسبب قوة تلك المياه. لدينا سمكة واحدة اصطدمت بشجرة وانقسمت إلى نصفين." ^{[ 10 ]}

بحسب دراسة عالية الدقة لعظام الأسماك المتحجرة نُشرت عام 2022، فإن الكويكب الذي حدث خلال العصر الطباشيري-الباليوجيني والذي تسبب في الانقراض الجماعي اصطدم بالأرض خلال فصل الربيع في نصف الكرة الشمالي. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

في عام 2016، قام مشروع حفر علمي بحفر عميق في الحلقة العلوية لفوهة تشيكسولوب النيزكية ، للحصول على عينات من لب الصخور من موقع الاصطدام نفسه. واعتُبرت هذه الاكتشافات على نطاق واسع بمثابة تأكيد للنظريات الحالية المتعلقة بكل من اصطدام الفوهة وآثاره. فقد أكدت أن الصخور المكونة للحلقة العلوية قد تعرضت لضغوط وقوى هائلة، وانصهرت بفعل حرارة شديدة وصدمت بضغط هائل، مما أدى إلى تحولها من حالتها الطبيعية إلى شكلها الحالي في غضون دقائق معدودة. كما أن كون الحلقة العلوية مصنوعة من الجرانيت كان له دلالة كبيرة، لأن الجرانيت ليس صخرًا موجودًا في رواسب قاع البحر، بل ينشأ في أعماق الأرض، وقد قُذف إلى السطح بفعل الضغوط الهائلة للاصطدام. أن الجبس ، وهو صخر يحتوي على الكبريتات ويتواجد عادة في قاع البحر الضحل في المنطقة، قد تمت إزالته بالكامل تقريبًا، وبالتالي يجب أن يكون قد تبخر بالكامل تقريبًا ودخل الغلاف الجوي، وأن الحدث أعقبه على الفور تسونامي ضخم (حركة هائلة لمياه البحر) يكفي لوضع أكبر طبقة معروفة من الرمال مفصولة بحجم الحبيبات مباشرة فوق حلقة الذروة.

تدعم هذه النتائج بقوة فرضية أن الجسم الصادم كان ضخمًا بما يكفي لتكوين حلقة قمة يبلغ قطرها 120 ميلًا، ولصهر وصدم وقذف صخور الجرانيت من الطبقة الوسطى للقشرة الأرضية في أعماقها، ولإحداث حركات مائية هائلة، ولقذف كمية هائلة من الصخور المتبخرة والكبريتات إلى الغلاف الجوي، حيث كانت ستبقى هناك لفترة طويلة. وكان من شأن هذا الانتشار العالمي للغبار والكبريتات أن يؤدي إلى تأثير مفاجئ وكارثي على المناخ في جميع أنحاء العالم، وانخفاضات كبيرة في درجات الحرارة، وتدمير السلسلة الغذائية . ^{[ 14 ] [ 15 ]}

على الرغم من أن ورقة بحثية نُشرت عام 2010 في مجلة ساينس ، والتي أعلنت أن انقراض الديناصورات كان بسبب اصطدام تشيكسولوب، شارك في تأليفها 41 عالماً، إلا أن عشرات العلماء الآخرين شككوا في منهجية الورقة واستنتاجاتها. ومن أبرز منتقدي فرضية ألفاريز جيرتا كيلر ، التي ركزت على النشاط البركاني في مصائد الدكن كسبب محتمل لانقراض تدريجي. ^{[ 16 ]} وعلى الرغم من أن فرضية ألفاريز تحظى بدعم واسع من المجتمع العلمي، ^{[ 17 ]} إلا أن كيلر واصلت الدعوة إلى البحث في نظريات بديلة. ^{[ 16 ]} طُرحت نظرية مصائد الدكن لأول مرة عام 1978 من قِبل الجيولوجي ديوي ماكلين، لكنها سرعان ما فقدت زخمها. ^{[ 16 ] [ 18 ]} مصائد الدكن هي منطقة من البازلت الفيضاني البركاني في غرب الهند ، تمتد على مساحة تقارب 1.3 مليون كيلومتر مربع، وقد تشكلت نتيجة نشاط بركاني هائل خلال نفس الفترة الزمنية التي وقع فيها اصطدام تشيكسولوب. ^{[ 19 ]} قبل بحث كيلر، كان الإطار الزمني لثورات مصائد الدكن يشوبه هامش خطأ كبير، مما صعّب استخلاص استنتاجات قوية بشأن صلتها بانقراض العصر الطباشيري-الباليوجيني. ^{[ 19 ] [ 18 ]} في تقرير صدر عام 2014، استخدمت كيلر وزملاؤها تقنية التأريخ الجيولوجي باستخدام اليورانيوم والرصاص والزركون لتحديد ثورات البراكين بدقة أكبر، حيث تبين أنها حدثت خلال فترة مليون سنة، وقبل حوالي 250 ألف سنة من حدّ العصر الطباشيري-الباليوجيني. ^{[ 19 ]} كما حددت كيلر أن درجات حرارة المحيطات ارتفعت من سبع إلى تسع درجات مئوية خلال الفترة الأهم من ثورات الدكن. ^{[ 20 ]} إلى جانب تحمض المحيطات ، وانخفاض طبقة الأوزون، والأمطار الحمضية، وانبعاث الغازات الضارة، تؤكد كيلر أن هذه الظروف كانت كافية لبدء الانقراض الجماعي. ^{[ 16 ] [ 19 ]} رفضت كيلر تحديدًا فرضية ألفاريز، مشيرةً إلى أدلة جمعتها من فوهة تشيكسولوب عام 2009، والتي كشفت أن 20 بوصة من الرواسب تفصل بين موقع الاصطدام والانقراض. تشير هذه النتيجة إلى أن الاصطدام حدث قبل 200,000 إلى 300,000 عام من انقراض العصر الطباشيري-الباليوجيني، وهي فترة طويلة جدًا بحيث لا يمكن ربط الحدثين. ^{[ 16 ] [ 17 ]}إلا أن هذا يتناقض مع النطاق الزمني البالغ 33,000 عامًا الذي حدده بول رين في عام 2015، ^{[ 21 ] [ 22 ]} وكذلك مع الادعاء الأحدث بأن تسوناميًا ناتجًا عن الاصطدام هو ما خلق طبقة الرواسب غير العادية. وتزعم كيلر أيضًا أن الاصطدام لم يُسبب ضررًا بيئيًا كبيرًا كما هو شائع، ^{[ 17 ]} وقد توصلت إلى أن العديد من أنواع المنخربات بدأت في التناقص قبل وقوع الاصطدام بفترة طويلة. ^{[ 16 ]} وكشف مشروعها لعام 2009 أن الأنواع الـ 52 التي وُجدت في الرواسب قبل الاصطدام كانت موجودة أيضًا في الرواسب التي تلته، مما يشير إلى أن الاصطدام تسبب في انقراض طفيف. ^{[ 17 ] [ 20 ]}

طوّر فريقان بحثيان في جامعة كاليفورنيا، بيركلي ، بقيادة بول رين ومارك ريتشاردز، نظريةً أحدث تجمع بين فرضية النشاط البركاني في هضبة الدكن وفرضية الاصطدام. تقترح هذه النظرية أن الاصطدام نفسه كان سببًا في بدء أشد فترات ثورات هضبة الدكن، والتي كان لكليهما آثار مدمرة ساهمت في انقراض العصر الطباشيري-الباليوجيني. ^{[ 16 ] [ 23 ] [ 22 ]} وقد حسب رين وريتشاردز أن اصطدام تشيكسولوب كان قادرًا على إحداث نشاط زلزالي قوي بما يكفي لبدء ثورات بركانية. ^{[ 21 ] [ 23 ] [ 22 ]} وخلصا إلى أن أطول فترة من ثورات هضبة الدكن البركانية، أو ما يُعرف بمجموعة واي الفرعية، حدثت بعد 50,000 إلى 100,000 عام من اصطدام تشيكسولوب، وهو ما يتوافق مع التنبؤات النظرية التي تُحدد الفترة الزمنية التي يُفترض أن تحدث بعدها الثورات البركانية. ^{[ 22 ] [ 21 ]} كما أكدت المجموعة أن الفترة الزمنية بين الانقراض والتعافي البيولوجي اللاحق تتوافق مع مدة النشاط البركاني في هضبة الدكن، مقترحةً أن الانفجارات البركانية أوقفت تعافي النظم البيئية البحرية التي دمرها الاصطدام. ^{[ 23 ]}

أثبت الجدل الدائر حول سبب انقراض العصر الطباشيري-الباليوجيني أنه مثير للجدل للغاية بين الباحثين، وقد أكسبه استمرار حدته لقب "حروب الديناصورات". وتتسم الانتقادات بقسوة غير معتادة، إذ لا تستهدف نتائج الأبحاث فحسب، بل تستهدف أيضًا مصداقية العلماء ونزاهتهم. وقد وُجهت اتهامات لفظية من وإلى العديد من الباحثين البارزين، بمن فيهم جيرتا كيلر ولويس ألفاريز، مما أدى إلى تثبيط الحوار البنّاء، وفي بعض الحالات إلى تهديد مساراتهم المهنية. ^{[ 16 ]} والتر ألفاريز عضو نشط في فريق جامعة كاليفورنيا في بيركلي الذي يبحث في العلاقة بين النشاط البركاني في هضبة الدكن وتأثير تشيكسولوب. ^{[ 21 ] [ 22 ]}