Dodano: 28 maj 2020r.

Zubożenie warstwy ozonowej spowodowało masowe wymieranie gatunków 360 mln lat temu

Wymieranie gatunków sprzed 360 milionów lat było spowodowane krótkotrwałym zanikiem warstwy ozonowej otaczającej Ziemię - wynika z badań naukowców z Uniwersytetu w Southampton. Eksperci przestrzegają, że współczesne ocieplanie się klimatu może doprowadzić do podobnej tragedii jak przed wiekami.

Dziura ozonowa

 

Znamy kilka masowych wymierań na Ziemi. Jedno, sprzed 66 milionów lat, spowodowane było przez asteroidę. Za trzy inne odpowiadały wybuchy superwulkanów, które destabilizowały ziemską atmosferę. Obecnie naukowcy znaleźli dowody na to, że pod koniec dewońskiego okresu geologicznego, 359 milionów lat temu, za wymieranie gatunków odpowiadał wysoki poziom promieniowania ultrafioletowego (UV).

Promieniowanie zniszczyło wtedy leśne ekosystemy i zabiło wiele gatunków ryb i tetrapodów. Ten niszczycielski wybuch promieniowania UV nastąpił w ramach jednego z ziemskich cykli klimatycznych, a nie w wyniku ogromnej erupcji wulkanu, czy innego zdarzenia.

Odpowiedzi ukryte w skałach

Warstwa ozonowa chroni Ziemię przed szkodliwym promieniowaniem UV. Wymieranie spowodowane zanikiem warstwy nastąpiło wraz z gwałtownym ociepleniem się klimatu po epoce lodowcowej. Naukowcy sugerują, że współcześnie na Ziemi temperatura może osiągnąć porównywalny poziom jak wtedy.

Zespół naukowców zebrał próbki skał podczas wypraw do górskich regionów we wschodniej Grenlandii. Miliony lat temu było tam jezioro, które znajdowało się na połączonych wówczas kontynentach Europy i Ameryki Północnej. Wówczas jezioro to znajdowało się na południowej półkuli, blisko równika i było podobne do dzisiejszego jeziora Czad na skraju Sahary.

Próbki skał zostały także zebrane z Andów, znad jeziora Titicaca w Boliwii. Skały pochodziły z kontynentu Gondwana, który w dewonie był bliżej bieguna południowego. Zawierały one wskazówki dotyczące tego, co działo się na skraju topniejącej wówczas pokrywy lodowej. Dzięki próbkom z Grenlandii i Boliwii naukowcy mogli porównać, co działo się blisko bieguna i blisko równika.

Wyniki badań naukowców z Uniwersytetu w Southampton opublikowano w czasopiśmie „Science Advances”.

Promieniowanie UV

W laboratorium skały zostały rozpuszczone w kwasie fluorowodorowym, uwalniając mikroskopijne zarodniki roślin, które przetrwały setki milionów lat. W badaniach mikroskopowych naukowcy odkryli, że wiele zarodników miało na powierzchni dziwnie ukształtowane kolce. Powodem takiego stanu rzeczy było promieniowanie UV, które niszczyło DNA roślin. Ponadto, wiele zarodników miało ciemno zabarwione ściany, uważane za rodzaj "opalenizny" ochronnej, z powodu zwiększonego i szkodliwego poziomu promieniowania.

Naukowcy doszli do wniosku, że w czasie gwałtownego globalnego ocieplenia warstwa ozonowa zniknęła na krótki czas, narażając życie na Ziemi na szkodliwe poziomy promieniowania UV i wywołując masowe wymieranie na lądzie i w płytkich wodach na przełomie Dewonu i Karbonu.

Po stopieniu się pokrywy lodowej klimat znacząco się ocieplił, co doprowadziło do powiększenia dziury ozonowej i wysokiego poziomu szkodliwego promieniowania UV przez kilka tysięcy lat.

Wymieranie gatunków

- Nasza osłona ozonowa zniknęła na krótko w tym pradawnym okresie, zbiegając się w czasie z krótkim i szybkim ociepleniem Ziemi. Nasza warstwa ozonowa ciągle się zmienia, tworzy się i zanika. Dzięki badaniom udowodniliśmy, że zniknęła też w przeszłości bez katalizatora, takiego jak wybuch wulkanu – mówi główny autor badań profesor John Marshall z Uniwersytetu w Southampton.

Podczas wielkiego wymierania rośliny ostatecznie przetrwały, ale załamał się ekosystem leśny. Wyginęła także dominująca wtedy grupa ryb pancernych. Wymieranie nastąpiło w kluczowym okresie ewolucji naszych przodków, czyli tetrapodów. Były to ryby, które ewoluowały, by mieć kończyny zamiast płetw, ale nadal w większości żyły w wodzie. Ich kończyny posiadały wiele palców u rąk i nóg. Wymieranie zmieniło kierunek ich ewolucji, a ocalałe po wyginięciu tetrapody mogły już żyć na lądzie i miały po pięć palców.

Profesor Marshall przekonuje, że odkrycia jego zespołu są ważne także i dzisiaj. - Aktualne szacunki sugerują, że osiągniemy podobne globalne temperatury jak 360 milionów lat temu, z możliwością ponownego wystąpienia podobnego załamania warstwy ozonowej, co narazi życie na powierzchni i w płytkich wodach na zabójcze promieniowanie – ocenia naukowiec.

 

Źródło: University of Southampton, fot. NASA Goddard. Zdjęcie przedstawia współczesną dziurę ozonową. Obraz stworzony na podstawie pomiarów dokonanych przy pomocy należącego do NASA satelity Aura