Vsi vedo za izumrtje dinozavrov. Najhujše izumrtje je povzročilo hiter dvig temperature.
Najostrejše izumrtje na Zemlji se je zgodilo že dolgo pred ubijanjem asteroida, ki je uničil dinozavre. Zgodilo se je približno 252 mya in pomenilo konec permijskega obdobja. Izumrtje je znano kot permijsko-triasno izumrtje, končno permijsko izumrtje ali poenostavljeno "veliki umiranje." Med velikim umiranjem je bilo do 70% kopenskih vretenčarjev in do 96% vseh morskih vrst.
Kako se je to zgodilo? Bi se lahko spet zgodilo?
"Ta študija poudarja potencial za množično izumrtje, ki izhaja iz podobnega mehanizma v okviru antropogenih podnebnih sprememb." - glavni avtor Justin Penn, šola za oceanografijo, Univerza v Washingtonu.
Znanstveniki so se zelo trudili, da bi razumeli vzrok za najhujše izumrtje v zgodovini Zemlje. Toda težko je zbrati dokaze iz nečesa, kar se je zgodilo čez 250 milijonov. Namigi iz dogodkov, ki so bili že davno skriti v skali, in velik del skale, ki je bila stara, je bila zasedena. Ni puške za kajenje, kot je ogromen krater. Obstajajo le delčki in dokazi. Poseben dokaz je posebej prepričljiv: fosilni dokazi, ki kažejo na razširjenost morskih vrst, ki so izumrle, v primerjavi s tistimi, ki niso.
Nova študija, objavljena v Science zeroes, v zapisu fosilov in kaže, da so bili krivec za Veliko umiranje podnebne spremembe. In čeprav so takratne podnebne spremembe verjetno povzročili vulkani, so posledice jasne: podnebne spremembe, bodisi zaradi vulkanov ali česa drugega, lahko povzročijo katastrofalno izumrtje prav tako hudo kot ali slabše od asteroida.
Članek z naslovom "Temperaturna odvisnost hipoksije razloži biogeografijo in resnost izumrtja morske mase na koncu Perme." Glavni avtor je Justin Penn z šole za oceanografijo na Univerzi v Washingtonu. V študiji Penn in njegovi soavtorji sklepajo, da so naraščajoče temperature oceana in hipoksija, ki je bila povezana z njo, povzročila Veliko umiranje in verjetno tudi druge izumrtje.
"... klimatsko segrevanje in izguba kisika sta bila glavni vzrok za izumrtje." - Justin Penn, šola za oceanografijo, Univerza v Washingtonu.
Tonski dokazi kažejo, da so bili mehanizem za to podnebno spremembo 252 mya vulkani. Glavni učinek vulkanov je bilo segrevanje podnebja zaradi toplogrednih plinov, ki jih vbrizgajo v ozračje. Vulkani so imeli druge učinke, vendar je ključno segrevanje. Povzročilo je, da so se oceani močno segreli.
Raziskovalci so kombinirali klimatsko modeliranje s fosilnimi zapisi, da bi prišli do zaključka. Oblikovali so podnebje na Zemlji tik pred izumrtjem, ko je obstajala enotna celina, imenovana Pangea, in ko sta bila temperatura in nivo kisika v oceanu podobna današnji. V svojem modelu vnašajo tudi temperaturno občutljivost in občutljivost za 61 sodobnih morskih vrst, vključno z raki, ribami, školjkami, koralmi in morskimi psi. Pogoji pred velikim umiranjem so bili podobni razmeram zdaj, zato občutljivost teh 61 modernih vrst predstavlja vrsto v času najhujšega izumrtja Zemlje.
Nato so dvignili temperaturo za 10 stopinj, kar ustreza temperaturni spremembi 252 mi. Rezultat jim je dal geografsko sliko Velikega umiranja.
"Zelo malo morskih organizmov je ostalo v istih habitatih, v katerih so živeli - bilo je beg ali propad," je dejal drugi avtor Curtis Deutsch, izredni profesor oceanografije na UW. V simulaciji so bile vrste z velike zemljepisne širine skoraj popolnoma izbrisane, medtem ko so nekatere vrste bližje ekvatorju preživele.
"To je prvič, da smo naredili mehanično napovedovanje, kaj je povzročilo izumrtje, ki ga je mogoče neposredno preizkusiti s fosilnim zapisom, kar nam nato omogoča, da napovedujemo vzroke izumrtja v prihodnosti," je dejal prvi avtor Justin Penn , doktorska študentka UW iz oceanografije.
Nekatere starodavne skale morskega dna so še vedno naokoli od najhujšega izumrtja Zemlje 252 mya, in držijo dokaze za samo izumrtje. Tam je bil uspešen in raznolik morski ekosistem, nato pa kopica trupel. In trajalo je več milijonov let, da se je Zemlja spet razpršila in uspevala. Znanstveniki so jih z rezultati simulacije primerjali z preživetimi fosilnimi zapisi.
Zapis o fosilih prikazuje, kje so bile vrste pred izumrtjem in katere so bile v celoti izbrisane ali omejene na del njihovega nekdanjega habitata. In fosilni zapis potrjuje tisto, kar so ugotovili raziskovalci: vrste, najbolj oddaljene od ekvatorja, so najbolj trpele.
Hladna voda zadržuje več kisika kot toplejša voda, to je osnovna znanost. Vrste, ki so prilagojene hladnejšim vzponom, precej oddaljene od ekvatorja, potrebujejo za preživetje več kisika kot vrste, prilagojene toplejšim vodam v bližini ekvatorja. Zapisi o morskih fosilih kažejo, da so morske vrste dlje od ekvatorja trpele hujše kot tiste bližje ekvatorju.
Ko se je podnebje segrelo in raven kisika v oceanu padla, so prve izumrle vrste, ki so potrebovale več kisika. Vrste, ki so se bližale ekvatorju, so morale nekje iti: lahko so zapustile ekvator in poiskale vodo s kisikom, ki so ga bile navajene. Ali pa bi jih vsaj nekateri lahko. Toda za tiste severneje in južneje od ekvatorja ni bilo nikjer.
"Ker so bili metabolizmi tropskih organizmov že prilagojeni na razmeroma tople pogoje z nižjim kisikom, so se lahko oddaljili od tropov in enake pogoje našli nekje drugje." - Curtis Deutsch, soavtor, izredni profesor za oceanografijo v UW.
"Ker so bili metabolizmi tropskih organizmov že prilagojeni na razmeroma tople pogoje z nižjim kisikom, so se lahko oddaljili od tropov in enake pogoje našli drugje," je dejal Deutsch. "Če pa je bil organizem prilagojen za hladno okolje, bogato s kisikom, potem so ti pogoji prenehali obstajati v plitvih oceanih."
Segrevalni oceani so bili za morske vrste dvakrat oboroženi. Ko so se oceani segrevali, se ni znižala samo količina kisika, ampak se je metabolizem morskih vrst pospešil in potrebovali so več kisika. Tu je ključni koncept razmerje med ponudbo in povpraševanjem o2 v odvisnosti od temperature. To razmerje, imenovano Metabolični indeks, meri na okoljski obseg aerobne aktivnosti, urejajo pa ga oceanski pogoji ter lastnosti občutljivosti na toploto in hipoksijo, ki se med posameznimi vrstami razlikujejo. Če presnovni indeks za določeno vrsto pade pod njihovo minimalno zahtevo, preprosto ne morejo dihati in odmrejo.
"Podpis tega mehanizma ubijanja, segrevanja podnebja in izgube kisika je to geografski vzorec, ki ga predvideva model in nato odkrije v fosilih," je dejal Penn. "Sporazum med obema kaže, da je bil ta mehanizem segrevanja podnebja in izguba kisika glavni vzrok za izumrtje."
Segrevanje in pomanjkanje kisika, ki ga je povzročil, nista bila edini dejavnik izumrtja, ampak pojasnjuje več kot polovico izgub morske raznolikosti. Po mnenju avtorjev so druge spremembe, na primer zakisljevanje ali premiki produktivnosti fotosintetskih organizmov, verjetno delovali kot dodatni vzroki.
Kaj to pomeni za prihodnost? Če je bilo segrevanje glavni vzrok Velikega umiranja, najhujšega izumrtja v zgodovini Zemlje, potem segrevanje lahko spet povzroči izumrtje. V resnici že je.
V Permiju so se stopnje toplogrednih plinov povečale in danes naraščajo. Seveda ne od vulkanov, ampak od ljudi.
"V scenarijih emisij, ki so običajni za podjetja, se bo do leta 2100 segrevanje v zgornjem oceanu približalo 20 odstotkom segrevanja v poznem Permiju, do leta 2300 pa bo doseglo med 35 in 50 odstotki," je dejal Penn. "Ta študija poudarja potencial za množično izumrtje, ki izhaja iz podobnega mehanizma v okviru antropogenih podnebnih sprememb."
Trenutno živimo skozi izumrtje, imenovano holocensko izumrtje. Šteje se za šesto izumrtje, saj jih je bilo v zadnjih 600 milijonih let še pet. Holocensko izumrtje zajema rastline in živali, vključno s sesalci, pticami, dvoživkami, plazilci in členonožci. Ni ga vse gnal toplejše podnebje, ampak nekaj je. Ločen vzrok je izguba habitata biotske raznovrstnosti zaradi človekove dejavnosti. A kljub temu gre za izumrtje. Znanstveniki menijo, da je trenutna stopnja izumrtja rastlinskih in živalskih vrst med 100 in 1000-krat večja od naravne stopnje izumrtja v ozadju.
Ni še treba ugotoviti, koliko toplejše bo naše podnebje in koliko vrst bo gnanih v izumrtje. Upajmo, da bo mogoče sprejeti potrebne spremembe, da se izognemo najhujšemu v prihodnosti. In upajmo, da ni preveč vulkanskih izbruhov.
- Sporočilo za javnost: Največje izumrtje v zgodovini Zemlje, ki ga je povzročilo globalno segrevanje, pustijo oceanske živali, ki dihajo za sapo
- Raziskovalni članek: Temperaturna odvisnost hipoksije pojasnjuje biogeografijo in resnost končnega permskega izumiranja morske mase
- Vpis v Wikipediji: Holocensko izumrtje
- Raziskovalni članek: Napačno razumljeno šesto množično izumrtje
- Raziskovalni članek: Ocena normalne stopnje izumrtja vrst
