Ny forskning ledet af University of St Andrews og anerkendte tyske forskningscentre hjælper med at besvare et af de mest stillede spørgsmål inden for geovidenskab: Hvad var præcis årsagen til Jordens største masseudryddelse?
For ca. 252 millioner år siden, længe før dinosaurerne opstod, ved grænsen mellem Perm og Trias, fandt den største af de kendte masseudryddelser på Jorden sted. Da mere end 95 % af de marine arter uddøde, blev livet i Perm-havet, der engang var et blomstrende og mangfoldigt økosystem, udslettet på kun titusindvis af år, et geologisk blink med et øje. Dette kaldes nu for “den store uddøen”, en periode, hvor livet på Jorden aldrig har været så tæt på at uddø.
Videnskabsfolk har længe diskuteret teorierne om årsagen til uddøen, der spænder fra bolideindslag og opløsning af gashydrater til vulkaner, som kan have forårsaget klima- og miljøændringer, der gør Jorden så ugæstfri for liv.
Nu har et internationalt hold af forskere fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel i samarbejde med Helmholtz Center Potsdam GFZ German Research Centre for Geosciences og School of Earth and Environmental Sciences ved University of St Andrews foretaget en ny undersøgelse, samt italienske og canadiske universiteter og offentliggjort i Nature Geoscience (mandag den 19. oktober) giver for første gang et overbevisende billede af den underliggende mekanisme og konsekvenserne af udryddelsen og giver endelig svar på de centrale spørgsmål – hvad der præcist forårsagede Jordens største masseudryddelse, og hvordan kunne en begivenhed af et så dødbringende omfang udvikle sig?
Forskerholdet, der ledes af Dr. Hana Jurikova, som nu er baseret på University of St Andrews, anvendte en ny analytisk metode med forskellige isotoper af grundstofferne bor og kulstof for at finde frem til pH-værdien i det gamle hav fra fossile brachiopodeskaller. Selv om mange brachiopod-arter også uddøde under den store uddøen, fandt holdet brachiopod-skaller inden for det kritiske tidsinterval, som gav et øjebliksbillede af den hurtige begyndelse af uddøen. Havvandets pH-værdi er en kritisk indikator, der ikke blot registrerer havets surhedsgrad, som varierer afhængigt af mængden af absorberet kuldioxid (CO2), men som sammen med kulstofisotopiske begrænsninger også gjorde det muligt for holdet at bestemme ændringer i mængden af og kilderne til atmosfærisk CO2 på tidspunktet for uddøen.
Teamet var i stand til at fastslå, at udløseren af Perm-Trias-krisen var en stor CO2-impuls til atmosfæren, der stammede fra en massiv oversvømmelsesbasaltprovins, som var resultatet af et gigantisk vulkanudbrud i det nuværende Sibirien. Analyser viste, at vulkanismerne frigjorde mere end 100.000 milliarder tons kulstof i atmosfæren og udløste udryddelsen. Det er mere end 40 gange mængden af alt det kulstof, der er tilgængeligt i moderne fossile brændstofreserver, herunder det kulstof, der allerede er brændt siden den industrielle revolution.
Forskerholdet brugte innovativ modellering til at rekonstruere effekten af en så stor CO2-udledning på de globale biogeokemiske kredsløb og havmiljøet. Resultaterne viste, at CO2-forstyrrelsen i første omgang førte til ekstrem opvarmning og forsuring af havet, som var dødelig for mange organismer, især dem, der opbygger kalciumkarbonatskaller og -skeletter. Drivhuseffekten førte imidlertid til yderligere dramatiske ændringer i de kemiske forvitringshastigheder på land og næringsstoftilførsel og -cyklus i havet, hvilket resulterede i en omfattende iltmangel og sandsynligvis også sulfidforgiftning af havene, som dræbte de resterende organismegrupper.
Perm-Trias masseudryddelse var derfor et kaskadekollaps af vitale globale kredsløb, der opretholdt miljøet, drevet af en enorm kulstoftilførsel til atmosfæren over flere årtusinder. De ekstreme forandringer og de mange stressfaktorer – høje temperaturer, forsuring, ilttab og sulfidforgiftning – har tilsammen udryddet en lang række marine organismer, hvilket forklarer udryddelsens alvor.
Den ledende forsker, Dr. Jurikova, sagde: “Vores forskning giver den første præcise rekonstruktion af kulstofkilden og dermed den udløsende faktor for krisen samt afdækker den efterfølgende kæde af processer, der resulterede i Jordens største masseudryddelse.
“Det tog flere hundrede tusinde til millioner af år for økosystemet at komme sig efter katastrofen, som ændrede livets udviklingsforløb på Jorden dybt.”
Fototekster
Foto et: Vulkansk landskab, der strækker sig over store områder af det nuværende Sibirien, vidnesbyrd om det gamle udbrud, der næsten gjorde en ende på livet på Jorden.
Foto to: Illustration, der viser begyndelsen af Perm-Trias-masseslukningen, baseret på resultaterne af Jurikova et al (2020). Forsuring af havene og forsvindende marint liv i overfladehavet forårsaget af en stor udledning af vulkansk CO2 fra de sibiriske fælder. Illustreret af Dawid Adam Iurino (PaleoFactory, Sapienza University of Rome) for Jurikova et al (2020).
Afhandlingen ‘Permian Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations’ er offentliggjort i tidsskriftet Nature Geoscience og er tilgængelig online.
Sørg venligst for at sikre dig, at papirets DOI (doi.org/10.1038/s41561-020-00646-4) indgår i alle online-historier og indlæg på sociale medier, og at Nature Geoscience angives som kilde.
Dette projekt var et internationalt samarbejde finansieret af EU’s Horizon 2020 forsknings- og innovationsprogram, “BASE-LiNE Earth” Innovative Training Network (ITN) (aftale nr. 643084).
Udgivet af University of St Andrews Communications Office.
Forskning