Około 252 milionów lat temu pęknięcia w skorupie ziemskiej na Syberii spowodowały, że ogromne ilości lawy rozlewały się i pokrywały ten region. Do 6 000 000 kilometrów sześciennych stopionego materiału - wystarczającego, aby pokryć kontynentalne Stany Zjednoczone na głębokości jednej mili - sączyło się nad Ziemią , a magia podnoszenia, która karmiła tę erupcję, ugotowała skały tuż pod powierzchnią ziemi. Skały do gotowania uwalniały dwutlenek węgla (CO 2 ) do magmy; kiedy stopiona skała dotarła na powierzchnię, CO 2 pęcherzyło się do ziemskiej atmosfery. Spowodowało to ogromną zmianę klimatu i ocean prawdopodobnie został zakwaszony.
powiązana zawartość
- Największe wyginięcie na świecie mogło faktycznie być dwoma wymarciem w jednym
- Najgorsze wyginięcie na ziemi mogło być kluczem do powstania dinozaurów
- Asteroid Strike Potwierdzony jako Dinosaur Killer
- Dlaczego ssaki przeżyły po śmierci dinozaurów?
A przynajmniej to, zdaniem wielu naukowców, spowodowało zmianę klimatu przed laty. Istnieje wiele hipotez, ale naukowcy zgadzają się co do jednej rzeczy: w wyniku zmian klimatu około 90 procent życia zmarło w wyniku masowego wyginięcia, które było najbardziej niszczycielskie w historii Ziemi.
Zespół z Massachusetts Institute of Technology (MIT) jest jednym z kilku laboratoriów na całym świecie, które próbują zrozumieć, jak działa masowe wymieranie, i skoncentrowali swoje wysiłki na tym wielkim wydarzeniu wymierania, które oznacza koniec okresu permu i początek okresu triasu w historii geologicznej. Hipotezując, że starożytne erupcje wulkaniczne na Syberii były przyczyną tego wielkiego wymarcia - to najprawdopodobniej winowajcą - zespół MIT opublikował badanie w Proceedings of National Academy of the Sciences, które sugeruje, że wymieranie nastąpiło znacznie szybciej niż wcześniej sądzono.
Aby zrozumieć, jak przebiegło to masowe wyginięcie i co mogło być jego przyczyną, naukowcy potrzebują precyzyjnego harmonogramu. Porównanie dowodów kopalnych z końca permu z początkiem okresu triasu w skałach warstwowych mówi naukowcom, że wiele gatunków ginęło w miarę upływu czasu: trylobity, skorpionopodobne drapieżniki morskie zwane eurypteridami, gatunki mięczaków, niektóre amonity podobne do kalmarów, a koralowce to tylko kilka przykładów. W odległości 20 lub 25 centymetrów od sekcji skał osadowych „masz całkowitą zmianę w wyglądzie zapisu kopalnego. Od szczęśliwego do nikogo nie ma domu”, mówi Seth Burgess, absolwent MIT i główny autor papier.
Trudno jednak znaleźć bardziej szczegółowe informacje na temat tego, co wydarzyło się podczas rzeczywistego wyginięcia - dokładny wiek skał zawierających skamieliny ze zdarzenia wyginięcia jest trudny do ustalenia. Te skały wykonane z wapienia nie zawierają minerałów, które geolodzy mogą analizować, aby dokładnie określić ich wiek.
Ale skamielina w Meishan w Chinach pozwala naukowcom na obejście tego. Około 252 milionów lat temu południowe Chiny były domem dla różnorodnego ekosystemu morskiego i pobliskich wulkanów. Pomiędzy dużymi kawałkami wapiennych skał kopalnych przeplatanymi znanymi z końca permu, w oparciu o określone formacje kopalne, a także próby datowania pobliskich skał innych niż wapienne, znajdują się popioły wulkaniczne. Te popioły są kluczem do dokładniejszego ustalenia, kiedy zwierzęta wymarły.
Metody stosowane przez autorów wyglądały mniej więcej tak: najpierw szukali warstw wapienia oznaczających zdarzenie wymierania - tych o wysokim stężeniu skamieniałości permu, co wskazuje, że gatunki zaczynają umierać, powyżej których skamieliny były nieobecne. Następnie zidentyfikowali warstwy popiołu, które pokrywają zdarzenie wyginięcia.
W obrębie popiołów badacze z MIT wyzerowany na minerale zwanym cyrkonem, który krystalizuje w magmie i zawiera uran i ołów . Naukowcy , w tym zespół MIT, od dawna próbują ustalić, ile lat popioły były oparte na tych cyrkoniach, ale poprzednie badania nie były bardzo dokładne. Jednak grupa w MIT poprawiła sposób, w jaki zbierają i analizują te izotopy mineralne w laboratorium - ich datowanie radiometryczne uranu i ołowiu w cyrkonach pokazuje, że zdarzenie wymarcia trwało 60 000 lat, plus minus 48 000 lat.
Tak więc, w porównaniu z 4, 5 miliardami lat istnienia Ziemi, zdarzenie wyginięcia trwało zaledwie mgnienie oka w czasie geologicznym.
W Meishan, w Chinach, ciemniejsze warstwy złóż popiołu wulkanicznego składają się z warstw wapiennych, które zawierają kopalne dowody masowego wyginięcia. (Zdjęcie: Seth Burgess) „Fakt, że [mogą] osiągnąć nawet 60 000 lat plus 48 000 lat w przypadku wydarzenia 252 milionów lat temu, jest dość niezwykły” - mówi Doug Erwin, paleobiolog z Narodowego Muzeum Historii Naturalnej Smithsoniana, który napisał komentarz w PNAS na temat badania.
Znajomość czasu na wyższą rozdzielczość pozwala naukowcom skupić się na tym, co wydarzyło się podczas wydarzenia, zamiast po prostu robić przed i po strzale. Tak więc hipotezy dotyczące tego, co zabijało organizmy na końcu permu, niezależnie od tego, czy koncentrują się one na wyższych temperaturach oceanu, wzroście temperatury atmosferycznej, czy wzroście poziomu CO 2, będą musiały zostać dopracowane w zależności od tego, gdzie dowody mieszczą się w najnowszej linii czasowej wyginięcia.
Na przykład zespół MIT pokrył swoją oś czasu danymi z poprzednich badań nad zmianami cyklu węgla. Naukowcy uważają, że kropla węgla atmosferycznego rozpoczęła się przed masowym wyginięciem i uważają, że stanowiło to dodatek izotopowo lekkiego węgla do oceanu, o czym świadczy izotopowo lekki węgiel obserwowany w osadach oceanicznych z tego czasu. Dodanie węgla do oceanu mogło doprowadzić do powstania cieplejszego, bardziej kwaśnego środowiska oceanicznego. W oparciu o nową oś czasu skok węgla nastąpił zaledwie 20 000 lat przed tym, jak gatunki zaczęły umierać.
Ale jak przejść od zakwaszającego oceanu do masowego wymarcia? Naukowcy sądzą, że jednym z kluczowych sposobów zabijania stworzeń morskich na końcu permu było coś, co nazywa się kryzysem zwapnienia. Zakwaszenie oceanu zmniejsza ilość węglanu w wodzie i utrudnia organizmy o niższym metabolizmie, takim jak niektóre gatunki mięczaków, w celu wytworzenia muszli z węglanu wapnia i tym samym przetrwać. To z kolei niszczy ogniwa łańcucha pokarmowego, czyniąc inne stworzenia podatnymi na śmierć.
Krótsza skala czasu oznacza również, że organizmy miałyby coraz mniej czasu na reakcję i dostosowanie się do tych zmian klimatu, CO 2 w atmosferze i kwasowości oceanu. Nie mogąc się przystosować, zginęli.
Gdy inni naukowcy przyjmą linię czasu i porównają ją z innymi danymi na temat klimatu i kwasowości oceanu, będą mieli lepsze pojęcie o grze wyginięcia w grze i o tym, jak szybko rozpadły się ekosystemy. Burgess uważa, że czas wyginięcia może być jeszcze krótszy, ponieważ poprawiają się geologiczne metody datowania. „Może za 10 lat będziemy w stanie uzyskać wyższą rozdzielczość. Wymieranie może być nawet bardziej gwałtowne - mówi Burgess.
Inne zdarzenia masowego wymierania zostały również ograniczone do krótkich ram czasowych przy użyciu podobnych metod. Na przykład datowanie radiometryczne popiołów wulkanicznych w Montanie i na Haiti zlokalizowanych w pobliżu geologicznych dowodów uderzenia asteroidy, która zabiła dinozaury pod koniec okresu kredowego, sugeruje, że masowe wyginięcie zajęło tylko około 32 000 lat. Podobne badanie innego masowego wyginięcia wywołanego erupcjami wulkanicznymi pod koniec okresu triasu sugeruje, że trwał on mniej niż 5000 lat.
Pomimo faktu, że wszystkie te wydarzenia wyginięcia były spowodowane różnymi przyczynami, rozpad ekosystemu nastąpił bardzo szybko. „Bez względu na przyczyny wyginięcia i wygląda na to, że niektóre z nich są bardzo różne, biosfera może zapaść się w bardzo podobny sposób, gdy osiągnie punkt krytyczny” - mówi Erwin.
Cała ta rozmowa o zmianie klimatu i zakwaszaniu oceanów prawdopodobnie brzmi znajomo. Dzisiaj ludzie robią w swoim otoczeniu wiele różnych rzeczy, które mogą mieć poważne konsekwencje w przyszłości - zmiany klimatu, zanieczyszczenia, redukcja siedlisk, żeby wymienić tylko kilka. Niektórzy naukowcy uważają nawet koniec permu, a zwłaszcza utratę gatunków oceanów, za lekcję tego stulecia.
Zrozumienie warunków, które doprowadziły do, w obrębie i po masowym wyginięciu, może pomóc nam uniknąć załamania się ekosystemu wywołanego przez człowieka w przyszłości. Jak ujmuje to Erwin, „nie chcesz rozpocząć masowego wymierania, ponieważ gdy rozpocznie się masowe wymieranie, rokowania są dość ponure”.
