A St Andrews Egyetem és neves német kutatóközpontok által vezetett új kutatás segít megválaszolni a földtudományok egyik legtöbbet feltett kérdését: mi okozta pontosan a Föld legnagyobb tömeges kihalását?
Körülbelül 252 millió évvel ezelőtt, jóval a dinoszauruszok megjelenése előtt, a perm-triász határán következett be a Földön ismert tömeges kihalások közül a legnagyobb. A tengeri fajok több mint 95%-ának kihalásával az egykor virágzó és változatos ökoszisztémát alkotó permi tengerek élővilága mindössze néhány tízezer év alatt, egy geológiai szempillantás alatt kipusztult. Ezt az időszakot ma a “nagy kihalás” néven emlegetik, amikor az élet a Földön még soha nem volt ilyen közel a kihaláshoz.
A tudósok régóta vitatják a kihalás okára vonatkozó elméleteket, amelyek a bolid-becsapódástól és a gázhidrátok feloldódásától kezdve a vulkánokig terjednek, amelyek olyan éghajlati és környezeti változásokat okozhattak, amelyek az élet számára ilyen barátságtalanná tették a Földet.
Most egy új kutatás, amelyet a GEOMAR Helmholtz Ocean Research Centre for Ocean Research Kiel nemzetközi tudóscsoportja vezetett a Helmholtz Centre Potsdam GFZ Német Földtudományi Kutatóközponttal és a St Andrews Egyetem Föld- és Környezettudományi Karával együttműködve, valamint olasz és kanadai egyetemek részvételével a Nature Geoscience című folyóiratban (október 19-én, hétfőn) megjelent tanulmány először nyújt meggyőző képet a kihalás mögöttes mechanizmusáról és következményeiről, és végre választ ad a legfontosabb kérdésekre: mi okozta pontosan a Föld legnagyobb tömeges kihalását, és hogyan alakulhatott ki egy ilyen halálos méretű esemény?
A jelenleg a St. Andrews-i Egyetemen dolgozó Dr. Hana Jurikova által vezetett kutatócsoport a bór és a szén különböző izotópjainak újszerű analitikai megközelítését alkalmazta, a fosszilis brachiopoda-héjakból visszakeresve az ősi óceán pH-értékét. Bár a nagy kihalás során számos brachiopoda faj is kihalt, a csapat a kritikus időintervallumon belül talált brachiopoda-héjakat, amelyek pillanatképet nyújtottak a kihalás gyors kezdetéről. A tengervíz pH-értéke kritikus mutató, amely nemcsak az óceánok savasságát rögzíti, amely az elnyelt szén-dioxid (CO2) mennyiségétől függően változik, hanem a szénizotópos korlátozásokkal együtt azt is lehetővé tette a csapat számára, hogy meghatározzák a kihalási esemény idején a légköri CO2 mennyiségében és forrásaiban bekövetkezett változásokat.
A csapat meg tudta állapítani, hogy a perm-triász válság kiváltó oka a légkörbe jutó CO2 nagy impulzusa volt, amely egy hatalmas árvízi bazaltprovinciából származott, egy óriási vulkánkitörés eredményeként a mai Szibéria területén. Az elemzések kimutatták, hogy a vulkanizmusok több mint 100 000 milliárd tonna szenet juttattak a légkörbe, ami kiváltotta a kihalás kezdetét. Ez több mint negyvenszerese a mai fosszilis tüzelőanyag-készletekben rendelkezésre álló összes szénmennyiségnek, beleértve az ipari forradalom óta már elégetett szenet is.
A kutatócsoport innovatív modellezéssel rekonstruálta, hogy milyen hatással volt egy ekkora CO2-kibocsátás a globális biogeokémiai ciklusokra és a tengeri környezetre. Az eredmények azt mutatták, hogy kezdetben a CO2-perturbáció az óceán szélsőséges felmelegedéséhez és savasodásához vezetett, ami számos élőlény számára halálos volt, különösen a kalcium-karbonátos héjakat és csontvázakat felépítő élőlények számára. Az üvegházhatás azonban további drámai változásokat eredményezett a szárazföldi kémiai időjárás sebességében és az óceáni tápanyagbevitelben és -körforgásban, ami az óceánok hatalmas oxigénhiányosodásához és valószínűleg szulfidmérgezéshez is vezetett, elpusztítva a megmaradt élőlénycsoportokat.
A perm-triász tömeges kihalás tehát a környezetet fenntartó létfontosságú globális ciklusok kaszkádszerű összeomlása volt, amelyet a légkörbe juttatott hatalmas, több évezredes szén-dioxid-injekció okozott. A szélsőséges változások és a többféle stresszor – magas hőmérséklet, savasodás, oxigénveszteség, szulfidmérgezés – együttesen a tengeri élőlények széles skáláját pusztították el, ami megmagyarázza a kihalás súlyosságát.
A kutatás vezetője, Dr. Jurikova elmondta: “Kutatásunkkal először rekonstruáljuk pontosan a szénforrást és ezzel együtt a válság kiváltó okát, valamint feltárjuk a Föld legnagyobb tömeges kihalását eredményező folyamatok későbbi láncolatát.”
“Több százezer és millió évbe telt, amíg az ökoszisztéma kiheverte a katasztrófát, amely alapvetően megváltoztatta a földi élet evolúciójának menetét.”
Fotóaláírások
Egyes kép: A mai Szibéria hatalmas területein elterülő vulkanikus táj, a Földön az életnek majdnem véget vetett ősi kitörés tanúsága.
Kettes kép: A perm-triász tömeges kihalást bemutató illusztráció, Jurikova et al (2020) eredményei alapján. Az óceánok elsavasodása és a tengeri élővilág eltűnése a felszíni óceánban, amit a Szibériai-csapdából származó vulkáni CO2 nagymértékű kibocsátása okozott. Illusztrálta Dawid Adam Iurino (PaleoFactory, Sapienza University of Rome) Jurikova et al (2020) számára.
A “Permian Triassic mass extinction pulses driven by major marine carbon cycle perturbations” című cikk a Nature Geoscience folyóiratban jelent meg, és online elérhető.
Kérjük, hogy a cikk DOI-ját (doi.org/10.1038/s41561-020-00646-4) szerepeljen minden online történetben és a közösségi médiában közzétett bejegyzésben, és a Nature Geoscience-t tüntessék fel forrásként.
A projekt az Európai Unió Horizon 2020 kutatási és innovációs programja, a “BASE-LiNE Earth” Innovatív képzési hálózat (ITN) által finanszírozott nemzetközi együttműködés volt (megállapodás száma 643084).
A St Andrews Egyetem kommunikációs irodája által kiadott közlemény.
Kutatás.