Największe masowe wymieranie na Ziemi: jak do niego doszło?
Około 250 milionów lat temu, pod koniec permu i na początku triasu, Ziemia doświadczyła najpoważniejszego dotychczas kryzysu środowiskowego. Zagładzie uległo wtedy ponad 95 % gatunków morskich i 70 % gatunków lądowych, co oznacza największe masowe wymieranie na geologicznej skali czasu. W opinii naukowców, podczas wymierania na przełomie permu i triasu, ważną rolę odegrał ruch magmy pod powierzchnią skorupy ziemskiej w rejonie skał wulkanicznych, zwanych również trapami syberyjskimi. Jednak jak dotąd naukowcom nie udało się ustalić dokładnej przyczyny oraz ciągu kolejnych zdarzeń, które doprowadziły do masowego wymierania. Wykorzystując zaawansowane metody analityczne i modelowanie geochemiczne, naukowcy wspierani przez finansowany ze środków UE projekt BASE-LiNE Earth zdołali biochemicznie zrekonstruować zdarzenia, które doprowadziły do największego masowego wymierania na Ziemi. Ich ustalenia zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature Geoscience”.
Historia opowiedziana przez pH wody morskiej
Aby stworzyć nowy odczyt pH wody morskiej, naukowcy pracujący w ramach projektu BASE-LiNE Earth wykorzystali skamieliny skorupek ramienionogów. Ramienionogi „są organizmami z wyglądu podobnymi do małży, które żyły na Ziemi ponad 500 milionów lat temu”, wyjaśnia pierwsza autorka badania, dr Hana Jurikova, w artykule opublikowanym na stronie „SciTechDaily”. „Do naszych analiz udało się nam wykorzystać dobrze zachowane skamieliny ramienionogów pochodzące z południowych Alp. Skorupki osiadły na dnie płytkich mórz szelfowych Oceanu Tetydy 252 miliony lat temu i zapisały warunki środowiskowe tuż przed wymieraniem i na jego początku”, tłumaczy badaczka. Odczyt pH wody morskiej, uzyskany dzięki pomiarom izotopów boru w skamielinach skorupek, wskazuje na znaczący spadek poziomów pH w czasie masowego wymierania. Naukowcy uzyskali powyższe wyniki, stosując wysoko precyzyjne analizy izotopów i mikroanalizy o wysokiej rozdzielczości z wykorzystaniem spektrometru mas jonów wtórnych o dużej geometrii. „Dzięki tej technice możemy nie tylko zrekonstruować ewolucję stężenia CO2 w atmosferze, ale także wyraźnie powiązać je z aktywnością wulkaniczną”, mówi współautor, dr Marcus Gutjahr, w tym samym artykule. „Jak wynika z naszych danych rozpad hydratów metanu, co sugerowano jako potencjalny kolejny powód, jest wysoce mało prawdopodobny”, dodaje naukowiec.
Większa wiedza dzięki modelowaniu geochemicznemu
W następnym etapie zespół naukowców wprowadził uzyskane dane oraz dodatkowe informacje na temat izotopów węgla do modelu, który symulował reakcje chemiczne mające wpływ na systemy geologiczne w tamtym okresie. Naukowcy stwierdzili, że początkowe zakwaszenie oceanów było ściśle powiązane ze znacznym odgazowywaniem węgla z syberyjskich silli (żył pokładowych) – skał magmowych usytuowanych pomiędzy dwiema warstwami skalnymi. Uwolnienie śmiertelnego dla wielu gatunków stworzeń morskich CO2 do atmosfery spowodowało także wzrost temperatury i przyspieszenie procesów wietrzenia chemicznego na lądzie. Z czasem doprowadziło to do znacznego odtleniania i rozproszonego zatruwania oceanów siarczkami. „Ta zapaść powiązanych ze sobą cykli i procesów podtrzymujących życie doprowadziła w końcu do katastroficznego w swoim zakresie masowego wymarcia na przełomie permu i triasu”, podsumowuje dr Jurikova. Dzięki nowym technikom opracowanym w ramach projektu BASE-LiNE Earth (Brachiopods As SEnsitive tracers of gLobal marINe Environment: Insights from alkaline, alkaline Earth metal, and metalloid trace element ratios and isotope systems) naukowcy mogą teraz szczegółowo rekonstruować procesy środowiskowe, które miały miejsce miliony lat temu. Czteroletni projekt zakończył się w 2018 roku. Więcej informacji: strona projektu BASE-LiNE Earth
Słowa kluczowe
BASE-LiNE Earth, masowe wymieranie, perm, trias, skamieliny