V nekem trenutku zgodovine so skoraj vse vrste na kopnem in morju izginile. Zdaj vemo, zakaj. Permsko množično izumrtje, ki ga neuradno imenujejo Veliko umiranje, velja za enega največjih geoloških dogodkov v zgodovini življenja na Zemlji. V razmeroma kratkem času je z obličja zemlje izginilo približno 70% vretenčarjev, ki živijo na kopnem in približno 90% morskih vrst. Iskreno, množično permsko izumrtje je postalo največja zemeljska katastrofa. Konec koncev je Zemlja za nas najprej življenje.
Pred desetimi leti zagotovo ni bilo znano, kateri sprožilec je povzročil to zelo smrtonosno katastrofo pred 252 milijoni let. Razlog je bil zavit v skrivnost, znanstveniki so predlagali na desetine teorij.
In tako so v zadnjem času napredek tehnologije datiranja in iskanje geoloških dokazov natančno pokazali. Večina znanstvenikov na Zemlji se strinja, da je največje izumrtje velikih pet povzročilo milijon let vulkanske dejavnosti.
Toda, ali je bila ta uganka rešena? V resnici ne.
Foto: hi-news.ru
Da, nekje v sedanjem severozahodni Sibiriji se je pojavilo približno 5 milijonov kubičnih kilometrov lave - dovolj, da je pokrila zemeljsko površje 10 metrov globoko - tik preden se je začelo množično izumrtje. To je sprožilo sproščanje ogromnih količin toplogrednih plinov, ki so podprli globalno segrevanje in močno porušili sisteme življenjske podpore Zemlje.
Kljub temu natančne podrobnosti, kako točno je to privedlo do izumrtja toliko življenjskih oblik, ostajajo predmet ostre znanstvene razprave.
Promocijski video:
In to ni samo akademski interes. Ta katastrofalni dogodek je imel pomembno vlogo pri oblikovanju flore in favne, ki jo vidimo danes. Poleg tega obstajajo jasne vzporednice med okoljskimi spremembami, ki so se zgodile takrat in jih opažamo danes. Nekateri pravijo, da nam bo ozaveščanje naših vrst o časih, ko življenje skoraj ni več, pomagalo zagotoviti dolgoročno preživetje.
Leta 1980 sta Louis in Walter Alvarez, oče in sin na kalifornijski univerzi v Berkeleyju, zagotovila nove in prepričljive dokaze, da je najbolj znano množično izumrtje - tisto, ki se je zgodilo pred 66 milijoni let - posledica množičnega padca asteroida. In vzbudili so val zanimanja za vzroke drugih množičnih izumiranj, vključno z največjim iz poznega permijskega.
Foto: hi-news.ru
Takrat so imeli zahodni lovci na izumrtje manj dokazov za dostop, ker so bili na Kitajskem in v Rusiji, ne v najbolj odprtih državah. A to jih ni ustavilo pri predlaganju različnih teorij.
Nekateri so opozorili na stranske učinke nastanka superkontinenta Pangea, na primer znižanje globine morskega habitata, kjer je živelo večino morskih vrst. Drugi so opozorili na močan padec kisika v poznih permijskih vzorcih kamnin in padec morske gladine - kar bi lahko razložilo, zakaj so morske vrste imele tako bujno izkušnjo.
Drugi so predlagali množično izpuščanje metana z morskega dna. Obstajala je tudi možnost, da je močan vulkanizem, ki je v Sibiriji pustil toliko vulkanskih kamnin, poseben dejavnik. Vsak naslednji tok lave se je širil na prejšnjem in ustvaril vrsto stopničastih gričev. Dobili so ime sibirske pasti - od švedskega "trapp", torej koraki.
"Mislili smo, da se je konec permijskega množičnega izumrtja razširil v več milijonih let," pravi Paul Vignal, geolog z univerze v Leedsu, ki je septembra 2015 objavil The Worst of Times o množičnih izumrtjih.
Potem ko so zbrali vzorce v Dolomitih, Italija, Vignal in Anthony Hallam z univerze v Birminghamu sta v članku, objavljenem leta 1992, sklenila, da je izumrtje dejansko trajalo deset ali tisoč let.
Ta kratek časovni okvir je mnoge spodbudil v iskanju kratke, a akutne katastrofe, ki bi lahko pojasnila izumrtje - na primer padec asteroida.
V prid tej ideji nekateri znanstveniki opozarjajo na redka zrna šok-kremena v Avstraliji - zrna peska, ki so bila na mestu domnevnega udara in so bila v tem procesu podvržena močnim fizičnim vplivom. Drugi znanstveniki, ki delajo na Antarktiki, so odkrili helij in argon z izotopskim razmerjem, podobnim meteoritom, bogatim z ogljikom, v zgodnjem sončnem sistemu.
Toda udarnega kraterja niso našli in vse je izumrlo.
"Preprosto nimamo geoloških dokazov o vplivu ali kakšnem drugem pomembnejšem dogodku, ki bi lahko povzročil izumrtje takšnih razsežnosti, razen sibirskih pasti," pravi Jonathan Payne, geolog in specialist za množično izumrtje na univerzi Stanford v Kaliforniji, ZDA.
Foto: hi-news.ru
Ko so se metode datiranja izboljšale in se zbirali vzorci, je vulkanizem postopoma postal glavni krivec - zlasti potem, ko so znanstveniki ugotovili, da so sibirske pasti nastale pred približno milijonom let in ne 10-50 milijonov let, kot so prej mislili.
Posledice sibirskih pasti so bile strašne. Največji vplivi so bili opaženi v oceanih, zlasti na morskem dnu.
Številne skupine so popolnoma izginile, tudi ena najzgodnejših skupin členonožcev - trilobiti - in primitivni rugozi, korale, blastoidi, sorodniki sodobnih morskih ježkov in morske zvezde. Drugi, kot brahiopodi, brajozoji, amoni in lignji podobni lignji, so izgubili večino svojih vrst.
Plavalci so bili malo bolj posrečeni: akanthode in placoderme so izumrle, vendar so številne druge ribe in jegulje podobne koodonto ostale praktično nedotaknjene.
Prizadeti so bili tudi kopenski organizmi. Uničeno je bilo veliko večjih skupin, vključno z gorgonopi, sabljastimi prevladujočimi plenilci tistega časa in velikimi rastlinojedi pareiasaurji.
Po besedah Dmitrija Ščerbakova iz Paleontološkega inštituta v Moskvi je bilo uničenih približno 40% družin žuželk s konca Permije. Številne ekvatorialne skupine, kot so ščurki in cicadas, so se z naraščanjem temperatur premaknile proti severu.
Glede rastlin so gozdne vrste praktično izginile.
Foto: hi-news.ru
Številne skupine prevladujočih telovadnic so upadle. Premog ni bil pridelan približno 10 milijonov let, kar kaže na izginotje rastlin, ki tvorijo šoto. Še en znak nedvoumnega smrtonosnega uničenja rastlin je "gobarski preskok" - ogromno povečanje števila fosiliziranih glivičnih spor.
"To se razlaga kot posledica eksplozije gob, ki živijo na mrtvih ali umirajočih drevesih," pravi Barry Lomax z univerze v Nottinghamu v Veliki Britaniji. "Česa takega še nismo videli na nobeni drugi geološki meji."
Natančna analiza, kaj je umrlo in kdaj je umrla, tako ponuja nekaj najboljših namigov, ki bodo razložili, kako bi lahko sibirske pasti imele tako velik vpliv.
Ko so Vinyal s sodelavci na kitajski univerzi za kopenske znanosti v Wuhanu podrobno pregledali vzorce, ki prikazujejo usodo 537 morskih vrst na Kitajskem, so ugotovili, da jih je bilo uničenih 92 odstotkov. Ugotovili so tudi, da je izumrtje potekalo v dveh fazah, ločenih 180.000 let.
Prva je bila zlasti usodna za plitvinske prebivalce, kot so koralne živali, ki živijo na dnu mikroskopskih živali fusulinidov in planktona radiolarjev. Izumiranje drugega vala se je zgodilo v globinah oceana.
Nove vrste so se po prvem valu razvijale dokaj hitro, vendar je bilo okrevanje precej počasnejše po drugem - najverjetneje zaradi dolgoročnih razlogov, ki so podrli globoke temelje mnogih ekosistemov. Drugi dokazi iz rastlinskih ostankov, pridobljenih na Grenlandiji in Antarktiki, podpirajo idejo o dvojnem množičnem izumrtju.
Kaj je s sibirskim vulkanizmom povzročilo toliko uničevanja za življenje v svojih permijskih manifestacijah?
Skupaj z lavo so se pojavile ogromne količine toplogrednih in drugih škodljivih plinov. Ti so vključevali ogromne količine ogljikovega dioksida in žveplovega dioksida, kar je povzročilo naraščanje temperature.
Foto: hi-news.ru
Segrevanje oceanov je zmanjšalo njihovo sposobnost zadrževanja kisika in tokovi, ki so normalno prenašali kisik v globino, so se lahko upočasnili ali ustavili. Verjame, da je pomanjkanje kisika glavni vzrok za izumrtje morja, kar kažejo vzorci kamnin na meji med dvema geološkima obdobjema na različnih lokacijah po svetu.
"Skoraj vse sedimentne kamnine, ki smo jih gledali, so segale od bogatih kisika in življenja do slabega kisika in življenja," pravi Mike Benton, paleontolog z univerze v Bristolu. "Ta črta je enako absolutna kot rob noža in je jasno vidna."
Nekateri poudarjajo, da se je z naraščanjem ravni ogljikovega dioksida v atmosferi zvišala tudi raven v oceanih, voda je postala bolj kisla in manj verjetno je, da bi morske organizme spodbudili k izdelavi školjk. Na splošno povečana raven ogljikovega dioksida negativno vpliva na sistem izmenjave kisika morskih živali.
"Ljudje govorijo o smrtonosni trojnosti segrevanja, zakisljevanja in deoksigenacije," pravi Payne, ki trdi, da lahko zakisanost traja več deset tisoč let. "Vse te stvari vplivajo na življenje morskih živali, njihov metabolizem in uporabo kisika."
Vignal pa igra vlogo zakisanja oceanov. "Brez dvoma, če zakisate oceansko gladino, bo, vendar večina organizmov lahko še vedno naredi svoje lupine, ker to počnejo v svojih telesih, brez stika z okoliško morsko vodo."
Ogrevanje je imelo znatne posledice za zemljišče - vendar neprimerljivo s tistimi, ki so takrat povzročile izumrtje takšnih razsežnosti. Geologi krivijo izpuščanje škodljivih plinov, podobnih CFC, kot klorometan.
Ti plini naj bi nastali, ko se plasti premoga in soli segrejejo, ko se magma seli do sibirske površine. Privedejo do uničenja ozonske plasti, kar vodi k znatnemu povečanju izpostavljenosti škodljivemu ultravijoličnemu sevanju.
Argumenti v podporo tej teoriji so se pojavili leta 2004, ko je Henk Vischer z univerze v Utrechtu na Nizozemskem predstavil dokaze o pomembnem povečanju fosiliziranih mutiranih limfoidnih sporov med poznim permskim množičnim izumrtjem.
Drugi pa kažejo, da so okoljski stresorji, kot sta povečana suhost, namesto povečanega sevanja, lahko povzročili mutacije. Lomax pa podpira Vischerjevo teorijo. "Obstajala so tudi druga obdobja podaljšane suhosti in ne vidimo nobenih dokazov o mutaciji spore, zato se zdi bolj smiselno, da jih pripišemo UV-sevanju."
Foto: hi-news.ru
Plini, ki uhajajo iz vulkanov, so tvorili karbolično, žveplovo in druge kisline, ki so padle v obliki kislega dežja, kar je še povečalo nevarnost za okolje. To prikazuje, kako lahko okolje čez noč neposredno in posredno uniči vrste.
"Izguba rastlin zaradi ultravijoličnega sevanja in kislega dežja naj bi odstranila hrbtenico prehranjevalne verige na kopnem, kar je privedlo do stradanja rastlinojedih, ki so bili vir hrane za mesojede," pravi Benton.
Mnogi verjamejo, da bi morali ta ekosistemska razmerja razmišljati prebivalci 21. stoletja, saj naša dejavnost dviguje koncentracijo ogljikovega dioksida v ozračju na izjemno raven. Izumrtje konca permskega obdobja zagotavlja hrano za razmišljanje.
"V bistvu ustvarjamo ali pospešujemo konec permijskega množičnega izumrtja," pravi Vignal. "Vendar pa bo trajalo dolgo časa, da se oceani segrejejo, in modeli kažejo, da bodo oceani v težavah v 200-300 letih zaradi vsebnosti raztopljenega kisika, težave pa se bodo pojavile čez nekaj tisoč let. Kdo ve, kaj bomo takrat storili."
Foto: hi-news.ru
Payne poudarja, da bi bilo pozno permsko množično izumrtje dolgoročno lahko koristno za življenje - skupno število vrst na Zemlji se je sčasoma povečalo celo več kot doslej, vendar njegova časovnica ne zagotavlja hrane za udobje.
"Največje izumrtje v zgodovini življenja ima veliko povezave z okoljskimi spremembami, ki se dogajajo danes in ki jih lahko pričakujemo v naslednjih 100-1000 letih," pravi. "V resnici bo to dolgoročno spodbudno vplivalo na raznolikost ekosistema, vendar bo okrevanje trajalo milijone let, zato je izguba raznolikosti težko koristna za človeško družbo."
Ameriški paleobiolog Doug Erwin je v svoji knjigi iz leta 1993 Velika paleozojska kriza problem ocenjevanja možnih vzrokov za konec permijskega množičnega izumrtja primerjal s položajem Hercula Poirota v Murderju na Orient Expressu. Detektivka Agatha Christie na koncu sklene, da so bili v umor vpleteni vsi potniki v vlaku.
Vignal v svoji zadnji knjigi opiše Poirotovo ugotovitev, da so "vsi to storili" kot "leni". Namesto tega navaja primer Sarah Lund, zvezdnice danske kriminalistične drame Uboj. Seznam osumljencev raste z vsako serijo. (Primerneje bi bilo, če bi kot primer navedli Čehovovo "Galeb"). Ubijalec Vignala je vulkanizem, ki ima za posledico segrevanje, deoksigenacijo oceanov in izčrpavanje ozona.
Vendar pa znanstveniki dobivajo dostop do vse večjega števila natančnejših podatkov, ki poskušajo izolirati razlike v natančnih kombinacijah vzročnih dejavnikov za izumrtje v različnih ekosistemih, skupinah in vrstah, ki morda ne ponujajo neposrednih odgovorov. Če gre za eno zločinsko igro, potem je zelo kompleksna, s kopico trupel, in ubili so jo z raznolikim orožjem.
"Okoljski vzroki se množijo in ne seštevajo, zato je težko izbrati eno stvar," pravi Payne. To ni neuspeh v znanosti, ampak je obtožba zoper naše zahteve po preprostih odgovorih.