Pod koniec permu, około 252 miliony lat temu, nastąpiło najgorsze masowe wymieranie zwierząt i roślin w historii. Naukowcy powiązali je z potężnymi wybuchami wulkanów i pochodzącymi z nich emisjami gazów cieplarnianych, które doprowadziły do znacznego wzrostu temperatury na Ziemi. Życie na naszej planecie niemal całkowicie wymarło. Naukowcy ustalili szczegóły tej największej katastrofy w dziejach. Co więcej, wskazują na wiele podobieństw między wymieraniem permskim a dniem dzisiejszym.
Międzynarodowy zespół naukowców, w którego skład weszli m.in. prof. Tracy Frank oraz prof. Chris Fielding, zidentyfikował nową przyczynę wymierania permskiego. Chodzi o toksyczne zakwity mikroorganizmów, które było zabójcze dla zwierząt – czytamy w artykule opublikowanym w „Nature Communications” (DOI: 10.1038/s41467-021-25711-3).
W zdrowym ekosystemie, mikroskopijne algi i sinice dzięki procesowi fotosyntezy dostarczają tlen zwierzętom wodnym. Jednak kiedy ich liczba wymyka się spod kontroli, organizmy te mogą sprawić, że tlenu w wodzie będzie mniej, a nawet uwalniać do środowiska toksyny.
Badając osady i zapisy chemiczne ze skał pochodzących z Australii naukowcy odkryli, że niekontrolowane zakwity miały miejsce wkrótce po pierwszych erupcjach wulkanów, które przyczyniły się do masowego wymierania z końca Permu. Kiedy wyginęły zwierzęta odżywiające się glonami nie pozostał już nikt, kto mógłby utrzymać ich zakwity w ryzach. Słodkowodne rzeki i jeziora opanowały toksyczne bakterie, co opóźniło powrót i ewolucję organizmów o miliony lat.
Wymieranie permskie jest największym znanym wymieraniem gatunków w historii. W kilka ostatnich milinów lat tego okresu wymarło około 90-95 proc. organizmów morskich, około 60 proc. rodzin gadów i płazów o około 30 proc. rzędów owadów. Wymieranie permskie pociągnęło za sobą także paprocie, skrzypy czy widłaki.
Prof. Frank i prof. Fielding zajmują się badaniem osadów. Teraz przeanalizowali warstwy z czasów wymierania permskiego i odkryli nowe dowody na istnienie „toksycznej zupy” w rzekach i jeziorach w tamtym czasie.
- Badając osady próbujemy odkryć, w jakich warunkach żyły ówczesne zwierzęta i glony - tłumaczy prof. Frank. - Możemy na przykład określić, czy osady pochodzą z jeziora czy z rzeki, poziom zasolenia i temperaturę wód – dodaje.
Żeby „toksyczna zupa” mogła pojawić się w wodach potrzebne są trzy elementy: szybka emisja gazów cieplarnianych, wysoka temperatura i obfitość składników odżywczych. Erupcje wulkaniczne były przyczyną wystąpienia emisji gazów i wzrostów temperatur, a kiedy drzewa zostały zmiecione, gleba przedostała się do rzek i jezior, dostarczając wszystkich składników odżywczych, których potrzebują mikroby.
Badacze porównali zapisy kopalne z czasów różnych masowych wymierań związanych z ociepleniem. Jak się okazało podobne śmiertelne zakwity glonów występowały wtedy zawsze i były przyczyną wymierania organizmów żyjących w słodkich wodach.
Obecnie zakwity mikroorganizmów są coraz częstsze. Zdaniem badaczy dzięki naukom geologicznym możemy lepiej zrozumieć to, co dzieje się dzisiaj.
- Obserwujemy coraz więcej zakwitów toksycznych glonów w jeziorach i płytkich wybrzeżach morskich, co jest związane ze wzrostem temperatury i zwiększającą się ilością składników odżywczych w wodach - mówi prof. Frank. – Istnieje wiele podobieństw między wymieraniem permskim a dniem dzisiejszym. Tempo wzrostu ilości dwutlenku węgla w atmosferze jest zbliżone, choć wtedy odpowiadały za to wulkany, a dziś człowiek – dodaje badaczka.
- Dzięki naszym badaniom możemy lepiej zrozumieć, jak bardzo klimat zmieniał się w przeszłości, jakie były ówczesne ekstrema klimatyczne, w jakim tempie zachodziły zmiany czy jakie były ich przyczyny. Daje nam to dobre tło dla zrozumienia tego, co dzieje się dzisiaj – podkreśla prof. Frank.
Według tegorocznego raportu Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC), wpływ człowieka na zmiany klimatu jest „jednoznaczny”. Ludzie swoimi działaniami tworzą warunki, które sprzyjają rozprzestrzenianiu się ciepłolubnych alg i sinic. W połączeniu z napływem substancji odżywczych, pochodzących z zanieczyszczenia wody przez rolnictwo oraz wylesianie, doprowadza to do gwałtownego wzrostu toksycznych zakwitów. W rezultacie wymierają ryby, zagrożone jest zdrowie ludzi i zwierząt oraz powstają straty w wysokości miliardów dolarów.
- Koniec permu to jeden z najlepszych okresów do szukania analogii z tym, co dzieje się obecnie – przekonuje prof. Fielding. - Innym podobieństwem jest to, że wzrost temperatury 250 milionów lat temu zbiegł się z wielkimi pożarami lasów, które niszczyły całe ekosystemy. Podobne zjawiska obserwujemy też teraz, w miejscach takich jak Kalifornia. Można się zastanawiać, jakie są długoterminowe konsekwencje takich zdarzeń, ponieważ stają się one coraz bardziej powszechne – dodaje naukowiec.
Zdaniem badaczy obecnie równowaga wielu ekosystemów na naszej planecie jest zachwiana. Ludzkość ma jednak możliwość zapobiegania globalnemu ociepleniu, chociażby poprzez ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.
- Przerażające jest to, że jesteśmy przyzwyczajeni do myślenia w kategoriach czasowych lat, może dziesiątek lat. Jednak masowe wymieranie pod koniec permu trwało cztery miliony lat. To powinno być dla ludzi otrzeźwiające – zaznacza prof. Fielding.
Źródło: University of Connecticut, fot. Christian Fischer/Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0