Szybkie globalne ocieplenie spowodowało największe wymieranie w historii Ziemi, które zabiło większość morskich i lądowych zwierząt na planecie – twierdzą naukowcy. Masowe wymieranie, znane jako wymieranie permskie, wymazało z powierzchni Ziemi 96 proc. gatunków morskich i ponad dwie trzecie gatunków lądowych.
Wymieranie permskie, określane również mianem „matki wielkich wymierań”, miało miejsce około 250 milionów lat temu. Na długo przed pojawieniem się dinozaurów, na naszej planecie żyły rośliny i zwierzęta, które zostały w większości wybite po serii ogromnych erupcji wulkanicznych na Syberii.
Badania osadów morskich i skamielin starożytnych stworzeń z dna morskiego pokazują, że to wydarzenie było największą katastrofą, jaka kiedykolwiek miała miejsce na Ziemi. W zapisie kopalnym widać kwitnący i zróżnicowany ekosystem morski, który nagle się załamał. .
Według naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego i Uniwersytetu Stanforda, około 96 procent gatunków morskich uległo zagładzie podczas Wielkiego Wymierania. Ten sam los spotkał ponad dwie trzecie gatunków lądowych. Kataklizm był tak poważny, że zniszczył większość drzew planety, owady, rośliny, a nawet mikroby.
Jest co najmniej kilka teorii dotyczących przyczyn tego kataklizmu, jak chociażby uderzenie gigantycznej asteroidy, ale amerykańscy naukowcy twierdzą, że odpowiada za to wzrost temperatury. Analizy naukowców zostały opublikowane na łamach pisma „Science”.
Uczeni wykorzystali zapisy paleooceanograficzne oraz dane laboratoryjne i stworzyli model do analizy zmian w metabolizmie zwierząt oraz warunków oceanicznych i klimatycznych. Rezultaty badań wskazują, że masowe wymieranie w oceanach z okresu permu było spowodowane przez globalne ocieplenie, które pozbawiło morskie stworzenia możliwości oddychania. Gdy temperatury wzrosły, a metabolizm zwierząt morskich przyspieszył, cieplejsze wody nie były w stanie utrzymać wystarczającej ilości tlenu.
- Po raz pierwszy dokonaliśmy prognozy na temat tego, co spowodowało wymieranie. Można to bezpośrednio sprawdzić na podstawie zapisu kopalnego, co pozwala nam również przewidywać przyczyny wymierania w przyszłości - powiedział pierwszy autor publikacji Justin Penn z Uniwersytetu Waszyngtońskiego.
Opracowany przez badaczy model klimatyczny uwzględnia ówczesną konfigurację ziemskich kontynentów, kiedy masy lądowe były połączone w superkontynent o nazwie Pangea. Zanim trwające erupcje wulkaniczne na terenach dzisiejszej Syberii wyrzuciły do atmosfery ogromne ilości pyłów i gazów, oceany miały temperatury i poziomy tlenu podobne do dzisiejszych. Następnie badacze w opracowanym modelu komputerowym stopniowo podnosili koncentrację gazów cieplarnianych do poziomu, który powodował wzrost temperatury o około 10 st. Celsjusza.
W takim modelu oceany straciły około 80 proc. tlenu, a około połowa obszarów morskich głębin stała się go całkowicie pozbawiona. Naukowcy są przekonani, że to ocieplenie spowodowane było ogromnym skokiem emisji gazów cieplarnianych, potencjalnie spowodowanym aktywnością wulkaniczną.
Uczeni przeanalizowali wpływ takich warunków w oceanach na 60 współczesnych organizmach morskich – skorupiakach, rybach czy koralowcach. Analizy pokazały, że tolerancja współczesnych zwierząt na wysoką temperaturę i niski poziom tlenu jest podobna do zwierząt permskich, ponieważ wyewoluowały one w podobnych warunkach środowiskowych.
Następnie naukowcy połączyli indywidualne cechy gatunków z symulacjami klimatycznymi, aby przewidzieć geografię wymierania. - Bardzo niewiele organizmów morskich pozostało w tych samych siedliskach, w których żyły. Większość migrowało albo zginęło - powiedział Curtis Deutsch z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, współautor badań.
Model komputerowy wskazuje, że cieplarniane warunki i spadek poziomów tlenu najmocniej uderzyły w organizmy żyjące bliżej biegunów, choć wiele gatunków żyjących w tropikach również wyginęło. Zdaje się to potwierdzać analiza rozkładu skamielin wykonana przez Jonathana Payne’a i Erika Sperlinga z Uniwersytetu Stanforda. Badacze sprawdzili archiwum opublikowanych zbiorów. Zapisy kopalne pokazują, gdzie gatunki żyły przed wymarciem. Ich rozkład potwierdza, że gatunki daleko od równika ucierpiały najbardziej podczas tego wydarzenia.
- Sygnaturą mechanizmu wymierania - ocieplenia klimatu i utraty tlenu - jest ten geograficzny wzór, który jest przewidziany przez model, a następnie potwierdzony w rozkładzie znajdywanych skamielin - powiedział Penn.
Badanie opiera się na wcześniejszych pracach prowadzonych przez Deutscha, pokazujących, że gdy oceany są ciepłe, metabolizm zwierząt morskich przyspiesza, co oznacza, że wymagają więcej tlenu, podczas gdy cieplejsza woda ma go mniej. To wcześniejsze badanie pokazuje, jak cieplejsze oceany powodują migrację zwierząt z rejonów tropikalnych.
- Ponieważ metabolizm organizmów tropikalnych był już przystosowany do cieplejszych warunków i niższego poziomu tlenu, mogły one przenieść się z dala od tropików i znaleźć te same warunki. Ale jeśli organizm był przystosowany do zimnego, bogatego w tlen środowiska, warunki te przestały istnieć – podkreślił Deutsch.
Ocieplenie prowadzące do niedostatecznej ilości tlenu wyjaśnia ponad połowę strat różnorodności morskiej. Autorzy twierdzą, że inne zmiany, takie jak zakwaszenie wód prawdopodobnie działały jako dodatkowe przyczyny. Sytuacja w późnym permie – rosnąca ilość gazów cieplarnianych w atmosferze, które powodują rosnące temperatury na Ziemi - jest podobna do dzisiejszej.
W ciągu ostatniego stulecia świat ogrzał się o około 1 st. C. ze względu na uwalnianie gazów cieplarnianych ze spalania paliw kopalnych, takich jak węgiel, ropa i gaz. To ocieplenie już powoduje fale upałów, powodzi i pożarów na całym świecie, ale naukowcy ostrzegają, że wzrost temperatury może sięgnąć 3 st. C. lub więcej do końca wieku, chyba że nastąpi natychmiastowa, radykalna redukcja emisji.
W tym samym czasie gatunki na Ziemi przechodzą to, co niektórzy eksperci nazwali "szóstym wielkim wymieraniem", a powodem jest utrata siedlisk, kłusownictwo, zanieczyszczenia i zmiany klimatu.
- Przeraża mnie myślenie, że jesteśmy na trajektorii podobnej do permu. Wygląda na to, że nie ogrzejemy się o około 10 st. C. i nie stracimy tej różnorodności biologicznej. Ale nawet połowa tego, będzie czymś, o co trzeba bardzo się martwić. Wielkość zmian, których obecnie doświadczamy, jest dość duża – przyznał Penn.
- Gdy dojdziemy do 3-4 stopni ocieplenia, to znaczna część życia w oceanie będzie mieć poważne kłopoty. Mówiąc wprost, istnieją duże implikacje dla dominacji ludzi na Ziemi – stwierdził Deutsch i dodał, że jedynym sposobem na uniknięcie tego jest zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, biorąc pod uwagę, że nie ma realnego sposobu na złagodzenie wpływu zmian klimatu w oceanach za pomocą innych środków.
Źródło: EurekAlert!, The Guardian, fot. Justin Penn and Curtis Deutsch/University of Washington
