Jossain vaiheessa historiaa melkein kaikki maalla ja merellä olevat lajit katosivat. Tiedämme nyt miksi. Perman joukkotuhojen sammumista, jota epävirallisesti kutsutaan nimellä Suuri kuolema, pidetään yhtenä maapallon elämän historian suurimmista geologisista tapahtumista. Suhteellisen lyhyessä ajassa noin 70% maalla elävistä selkärankaisista ja noin 90% merilajeista katosi maan pinnasta. Massiivisesta Perman sukupuuttoon, totta puhuen, tuli juuri suurin maallinen katastrofi. Loppujen lopuksi maa meille on ennen kaikkea elämä.
Kymmenen vuotta sitten ei ollut tiedossa, mikä laukaisee tämän erittäin tappavan katastrofin 252 miljoonaa vuotta sitten. Syy oli peitetty salaisuuteen, tutkijat ehdottivat kymmeniä teorioita.
Ja niin viime aikoina treffiteknologian kehitys ja geologisen näytön etsiminen ovat antaneet tarkan viitteen. Useimmat maapallon tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että suurin viiden suurimman sukupuuton sukupuutosta aiheutti miljoonan vuoden tulivuoren toiminnan.
Mutta onko tämä arvoitus ratkaistu? Ei oikeastaan.
Kuva: hi-news.ru
Kyllä, jostakin tämän päivän luoteis-Siperiasta tuli jonkin verran noin 5 miljoonaa kuutiometriä laavaa - tarpeeksi peittämään maapallon pinnan 10 metriä syvällä - ja tämä tapahtui juuri ennen joukkotuhojen alkamista. Tämä käynnisti valtavien määrien kasvihuonekaasujen vapautumisen, jotka ovat tukeneet ilmaston lämpenemistä ja vakavasti häirinneet maapallon elämän tukijärjestelmiä.
Siitä huolimatta tarkat yksityiskohdat siitä, kuinka tämä johti niin monien elämänmuotojen sukupuuttoon, ovat edelleen kiihkeän tieteellisen keskustelun aiheita.
Mainosvideo:
Ja tämä ei ole vain akateemista mielenkiintoa. Tällä katastrofisella tapahtumalla oli tärkeä rooli nykyisen kasvillisuuden ja eläimistön muotoilussa. Lisäksi tuolloin tapahtuneiden ja nykyään havaittujen ympäristömuutosten välillä on selkeä rinnakkaisuus. Jotkut sanovat, että lajien tietoisuuden lisääminen aikoista, jolloin elämä melkein lakkasi olemasta, auttaa meitä varmistamaan oman pitkäaikaisen selviytymisen.
Vuonna 1980 Louis ja Walter Alvarez, isä ja poika, Kalifornian yliopistossa, Berkeley, toimittivat uutta ja vakuuttavaa näyttöä siitä, että joukkojen sukupuuttoon kuuluisin tunnetuin - se, joka tapahtui 66 miljoonaa vuotta sitten - oli seurausta massiivisesta asteroidista putoamisesta. Ja he herättivät kiinnostuksen aallon muiden joukkokuolemien syihin, mukaan lukien suurin myöhään Permin alueelta.
Kuva: hi-news.ru
Tuolloin länsimaisilla sukupuuttoon metsästäjillä oli vähemmän todisteita pääsystä, koska he sijaitsivat Kiinassa ja Venäjällä, eivät avoimimmissa maissa. Mutta tämä ei estänyt heitä ehdottamasta erilaisia teorioita.
Jotkut ovat huomauttaneet Pangea-mantereen muodostumisen sivuvaikutuksista, kuten meren elinympäristön syvyyden alentamisesta, jossa suurin osa meren lajeista asui. Toiset ovat viitanneet voimakkaaseen happea laskuun Permin myöhäisissä kallionäytteissä ja merenpinnan laskuun - molemmat saattavat selittää, miksi merilajeilla oli niin surkea kokemus.
Toiset ovat ehdottaneet metaanin valtavaa vapautumista merenpohjasta. Oli myös vaihtoehto, että intensiivinen vulkaanisuus, joka jätti Siperiaan niin paljon tulivuoren kiviä, oli erityinen tekijä. Jokainen seuraava laavavirtaus levisi edelliselle, muodostaen sarjan porrastettuja mäkiä. He saivat nimen Siperian ansoja - ruotsalaisesta "trapp", eli portaiden.
"Permin joukkotuhonnan lopun ajateltiin sitten levinneen usean miljoonan vuoden ajan", sanoo Leedsin yliopiston geologi Paul Vignal, joka julkaisi syyskuussa 2015 The Worst of Times -tapahtuman joukkotuhona.
Kerättyään näytteitä Dolomiiteista, Italiasta, Vignal ja Anthony Hallam Birminghamin yliopistosta päättivät vuonna 1992 julkaistussa artikkelissa, että sukupuutto kesti todella kymmeniä tai tuhansia vuosia.
Tämä lyhyt aikataulu on saanut monet etsimään lyhyttä, mutta akuuttia katastrofia, joka voisi selittää sukupuuttoon kuoleman - esimerkiksi asteroidin putoamisen.
Jotkut tutkijat viittaavat tähän ajatukseen Australiassa harvinaisilta sokkikvartsijyvältä - hiekanjyvältä, joka oli väitetyn vaikutuksen kohdalla ja jolle kohdistui voimakas fyysinen vaikutus tässä prosessissa. Muut Antarktissa työskentelevät tutkijat ovat löytäneet heliumin ja argonin isotooppisuhteella, joka on samanlainen kuin hiilirikasten meteoriittien suhteessa varhaisessa aurinkojärjestelmässä.
Mutta iskukraatteria ei löytynyt, ja kaikki kuoli.
"Meillä ei yksinkertaisesti ole geologisia todisteita vaikutuksista tai muista merkittävistä tapahtumista, jotka voisivat johtaa tämän suuruiseen sukupuuttoon, lukuun ottamatta Siperian ansoja", sanoo geologi ja joukkotuhotusasiantuntija Jonathan Payne Stanfordin yliopistosta Kaliforniasta, USA.
Kuva: hi-news.ru
Kun treffimenetelmät paranivat ja näytteitä kerättiin, vulkanismista tuli vähitellen pääsyyttelijä - etenkin sen jälkeen kun tutkijat päättelivät, että Siperian ansoja muodostui noin miljoona vuotta sitten eikä 10-50 miljoonaa vuotta, kuten aiemmin ajateltiin.
Siperian ansojen seuraukset olivat vakavat. Suurimmat vaikutukset havaittiin valtamereissä, erityisesti merenpohjassa.
Monet ryhmät ovat kadonneet kokonaan, mukaan lukien yksi varhaisimmista niveljalkaisten ryhmistä - trilobiiteista - ja alkeellisista rugosista, korallista, blastoidista, nykyaikaisten merisiilien sukulaisista ja meritähteistä. Toiset, kuten käsijalkalat, sammakkoeläimet, kalmarin kaltaiset ammoniitit ja merililjat, ovat menettäneet suurimman osan lajeistaan.
Uimarit olivat hiukan onnekkaampia: akantit ja placodermit kuolivat sukupuuttoon, mutta monet muut kalat ja ankeriaan kaltaiset konodondit pysyivät käytännössä ehjinä.
Myös maaperäiset organismit kärsivät. Monet suuret ryhmät tuhoutuivat, mukaan lukien gorgonopit, aikakauden dominoidut saalistajat ja tilaa vievät kasvinsyöjät pareiasaurukset.
Moskovan paleontologisen instituutin Dmitry Shcherbakovin mukaan hävitettiin noin 40% Permin lopun hyönteisten perheistä. Monet päiväntasaajan ryhmät, kuten torakat ja kadikat, siirtyivät pohjoiseen lämpötilan noustessa.
Kasvien suhteen metsälajit ovat käytännössä hävinneet.
Kuva: hi-news.ru
Monet hallitsevien kuntosolujen ryhmät ovat vähentyneet. Hiiltä ei ole tuotettu noin 10 miljoonaa vuotta, mikä osoittaa turpeen muodostavien kasvien häviämistä. Toinen merkki yksiselitteisestä tappavasta kasvien tuhoamisesta on sienihyppy - kivettyneiden sieni-itiöiden määrän valtava kasvu.
"Tätä tulkitaan kuolleille tai kuolleille puille elävien sienten räjähdyksen seurauksena", sanoo Barry Lomax Nottinghamin yliopistosta Isossa-Britanniassa. "Emme ole nähneet mitään tällaista millään muulla geologisella radalla."
Tarkka analyysi siitä, mitä kuoli ja milloin kuoli, tarjoaa siten joitain parhaista vihjeistä, jotka selittävät, kuinka Siperian ansoilla olisi voinut olla niin suuri vaikutus.
Kun Vinyal ja hänen kollegansa Kiinan Wuhanin maan tiedeyliopistossa tutkivat yksityiskohtaisesti näytteitä, jotka osoittavat 537 merilajin kohtalon Kiinassa, he havaitsivat, että niistä 92 prosenttia oli tuhottu. He havaitsivat myös, että sukupuutto sukupuuttoon tapahtui kahdessa vaiheessa, erotettuna 180 000 vuodella.
Ensimmäinen oli erityisen kohtalokas matalan veden asukkaille, kuten korallille, jotka elivät mikroskooppisten eläinten fusuliinien pohjalla ja radiolaarien planktonilla. Toisen aallon sukupuutot tapahtuivat valtameren syvyyksissä.
Uudet lajit kehittyivät melko nopeasti ensimmäisen aallon jälkeen, mutta toipuminen oli paljon hitaampaa toisen jälkeen, luultavasti pitkäaikaisista syistä, jotka heikensivät monien ekosysteemien syviä perustaa. Muut todisteet kasvien jäännöksistä palautettiin Grönlannista ja Antarktikasta tukevat ajatusta kaksinkertaisesta joukkotuhonnasta.
Mitä se oli Siperian vulkanismista, joka aiheutti niin paljon tuhoa elämälle sen erilaisissa Perman ilmenemismuodoissa?
Yhdessä laavan kanssa tuli valtavia määriä kasvihuonekaasuja ja muita haitallisia kaasuja. Näihin sisältyi valtavia määriä hiilidioksidia ja rikkidioksidia, mikä johti lämpötilan nousuun.
Kuva: hi-news.ru
Valtamerten kuumennus heikensi niiden kykyä pitää happea, ja virrat, jotka normaalisti kantoivat happea syvyyksiin, voivat hidastua tai pysähtyä. Hapen puutteen uskotaan olleen tärkein syy meren sukupuuttoon, kuten osoittavat kallionäytteet kahden geologisen ajanjakson välisellä rajalla eri puolilla maailmaa.
"Lähes kaikki sedimentit, joita tarkastelimme, siirtyivät rikkipitoisista happeista ja elämästä huonoihin happi- ja elämäpitoisuuksiin", kertoo Bristolin yliopiston paleontologi Mike Benton. "Tämä viiva on yhtä ehdoton kuin veitsen reuna ja on selvästi näkyvissä."
Jotkut huomauttavat, että hiilidioksidin pitoisuuden noustessa ilmakehässä sen pitoisuuden nousu myös valtamereissä, vesi muuttui happamammaksi ja todennäköisemmin rohkaisee merieliöitä tekemään niiden kuoret. Lisääntyneellä hiilidioksiditasolla oli yleensä kielteinen vaikutus merieläinten hapenvaihtojärjestelmään.
"Ihmiset puhuvat tappavasta kolmiulotteisesta lämpenemisestä, happamoitumisesta ja hapettumisesta", sanoo Payne, jonka mukaan happamoituminen voi kestää kymmeniä tuhansia vuosia. "Kaikki nämä asiat vaikuttavat merieläinten elämään, niiden aineenvaihduntaan ja hapen käyttöön."
Vignalilla on kuitenkin merien happamoitumisen merkitys. "Ei epäilystäkään, jos hapottat valtameren pinnan, se tulee, mutta suurin osa organismeista voi silti tehdä kuorensa, koska ne tekevät sen ruumiissaan, koskematta ympäröivään meriveteen."
Lämpenemisellä oli merkittäviä seurauksia maalle - mutta verraton niiden kanssa, jotka johtivat tuolloin sellaisten mittasuhteiden sukupuuttoon. Geologit syyttävät haitallisten CFC-kaltaisten kaasujen, kuten kloorimetaanin, vapautumista.
Näiden kaasujen uskotaan muodostuvan, kun hiili- ja suolakerrokset kuumenevat, kun magma liikkuu Siperian pintaan. Ne johtavat otsonikerroksen tuhoutumiseen, mikä lisää merkittävästi altistumista haitalliselle auringon ultraviolettisäteilylle.
Argumentteja tämän teorian tukemiseksi syntyi vuonna 2004, kun Henk Vischer Utrechtin yliopistosta Alankomaissa esitti todisteita fossiilisoituneiden mutatoituneiden imusolujen itiöiden lisääntymisestä merkittävästi Perman myöhäisen massatutkimuksen aikana.
Toiset ovat väittäneet, että ympäristön stressitekijät, kuten lisääntynyt kuivuus kuin lisääntynyt säteily, ovat saattaneet aiheuttaa mutaatioita. Lomax tukee kuitenkin Vischerin teoriaa. "On ollut muita jaksoja, joissa kuivuminen on pitkittynyt, ja emme näe mitään todisteita mistään itiöiden mutaatioon liittyvistä seikoista, joten on loogisempaa osoittaa ne UV-säteilylle."
Kuva: hi-news.ru
Tulivuorista pakenevat kaasut muodostivat karboolisia, rikkihappoja ja muita happoja, jotka putosivat happamien sateiden muodossa, mikä pahensi ympäristövahinkoja. Tämä osoittaa, kuinka ympäristö voisi tuhota lajeja suoraan ja epäsuorasti yön yli.
"Kasvien menetyksen UV-säteilystä ja happosateista olisi pitänyt poistaa elintarvikeketjun selkäranka maalla, mikä olisi johtanut kasvissyöjien nälkään, jotka puolestaan olivat lihansyöjien ravintolähde", Benton sanoo.
Monet uskovat, että 2000-luvun ihmisten tulisi ajatella näitä ekosysteemisuhteita, koska toimintamme nostaa ilmakehän hiilidioksidipitoisuudet äärimmäiselle tasolle. Perman ajanjakson loppupuolen sukupuutto antaa ruokaa ajatukselle.
"Pohjimmiltaan olemme luomassa tai nopeuttamassa Permin lopun joukkotuhojen sammumista", Vignal sanoo.”Valtamerten lämmittäminen vie kuitenkin kauan, ja mallit osoittavat, että valtameret ovat vaikeuksissa 200–300 vuodessa liuenneen hapen pitoisuuden suhteen ja valtamerten kiertoon liittyvät ongelmat ilmestyvät parin tuhannen vuoden kuluttua. Kuka tietää mitä teemme sitten."
Kuva: hi-news.ru
Payne huomauttaa, että Perman myöhäisen massan sukupuuttoon sukupolven sukupuuttoon voidaan katsoa hyödyttävän elämää pitkällä tähtäimellä - lajien kokonaismäärä maapallolla kasvoi lopulta jopa enemmän kuin aikaisemmin - mutta sen aikajana ei tarjoa ruokaa mukavuudelle.
"Suurimmalla sukupuuttoon sukupuuttoon elämähistoriassa liittyy paljon nykyisiin ympäristömuutoksiin, joita voidaan odottaa seuraavan 100-1000 vuoden aikana", hän sanoo. "Itse asiassa tällä on pitkällä tähtäimellä stimuloiva vaikutus ekosysteemin monimuotoisuuteen, mutta elpyminen vie miljoonia vuosia, joten monimuotoisuuden menetys ei tuskin hyödynnä ihmisyhteiskuntaa."
Amerikkalainen paleobiologi Doug Erwin vertaili vuoden 1993 kirjassaan Suuri paleozojainen kriisi Permin loppupolun massan sukupuuttoon mahdollisten syiden arvioinnin ongelmaa tilanteeseen, johon Hercule Poirot kohdistui murhassa Orient Express -sivustolla. Etsivä Agatha Christie päättelee lopulta, että kaikki junan matkustajat olivat mukana murhassa.
Viimeisimmässä kirjassaan Vignal kuvaa Poirotin päätelmää, jonka mukaan "kaikki tekivät sen" laiskaksi. Sen sijaan hän mainitsee tanskalaisen rikosdraaman Murder tähden Sarah Lundin. Epäiltyjen luettelo kasvaa jokaisen sarjan myötä. (Meille olisi helpompaa lainata Tšekhovin "Lokki" esimerkiksi). Vignalin tappaja on tulivuoria, mikä johtaa lämpenemiseen, valtameren hapettumiseen ja otsonin ehtymiseen.
Tutkijat ovat kuitenkin saaneet pääsyn yhä tarkempaan tietoon, joka yrittää eristää eroja sukupuuttoon liittyvien syy-tekijöiden täsmällisissä yhdistelmissä eri ekosysteemeissä, ryhmissä ja lajeissa, mikä ei välttämättä tarjoa suoria vastauksia. Jos tämä on yksi rikospeli, niin se on hyvin monimutkainen, joukko ruumiita, ja heidät tapettiin monilla aseilla.
"Ympäristön syyt moninkertaistuvat eikä lisää, joten on vaikea valita yhtä asiaa", Payne sanoo. Kyse ei ole tieteen epäonnistumisesta, vaan syytöksestä yksinkertaisten vastausten vaatimuksellemme.