Naukowcy powiązali największe masowe wymieranie, które miało miejsce 252 miliony lat temu w okresie permu i triasu, z mega El Niño powodującym ekstremalne ocieplenie oceanów.
To nowe badanie pokazuje, jak erupcje wulkanów zwiększyły poziom CO2, prowadząc do niestabilności klimatu i niemożności gatunek dostosować się do szybko zmieniających się warunków. Odkrycia podkreślają zarówno historyczny wpływ naturalnej zmienności klimatu, jak i jego współczesne implikacje, sugerując, że zrozumienie przeszłych wydarzeń klimatycznych może mieć kluczowe znaczenie w radzeniu sobie z obecnymi i przyszłymi wyzwaniami klimatycznymi.
Mega wydarzenia związane z ociepleniem oceanów
Według nowych badań megaocieplające oceany zjawiska El Niño odegrały kluczową rolę w spowodowaniu największego wymierania życia na Ziemi około 252 milionów lat temu.
Badanie opublikowano 12 września w czasopiśmie Nauka i współprowadzony przez Uniwersytet w Bristolu i China University of Geosciences (Wuhan) rzuciły nowe światło na to, dlaczego skutki szybkich zmian klimatycznych w postaci ocieplenia w permie i triasie były tak niszczycielskie dla wszystkich form życia w morzu i na lądzie.
Naukowcy od dawna łączą to masowe wymieranie z rozległymi erupcjami wulkanów na terenach dzisiejszej Syberii. Powstała emisja dwutlenku węgla gwałtownie przyspieszyła ocieplenie klimatu, powodując powszechną stagnację i upadek ekosystemów morskich i lądowych.
Rola zmienności klimatu
Jednak to, co spowodowało, że życie na lądzie, w tym rośliny i zwykle odporne owady, cierpiało tak samo dotkliwie, pozostaje tajemnicą.
Współautor dr Alexander Farnsworth, starszy pracownik naukowy na Uniwersytecie w Bristolu, powiedział: „Samo ocieplenie klimatu nie może spowodować tak niszczycielskiego wymierania, ponieważ – jak widzimy dzisiaj – kiedy w tropikach robi się zbyt gorąco, gatunki migrują do chłodniejszych, wyższe szerokości geograficzne. Nasze badania wykazały, że zwiększona ilość gazów cieplarnianych nie tylko powoduje, że większość planety staje się cieplejsza, ale także zwiększa zmienność pogody i klimatu, czyniąc go jeszcze bardziej „dzikim” i trudniejszym do przetrwania na nim życia”.
Katastrofa permu i triasu pokazuje, że problem globalnego ocieplenia nie polega tylko na tym, że robi się nieznośnie gorąco, ale także na gwałtownych zmianach warunków na przestrzeni dziesięcioleci.
„Większość życia nie przystosowała się do tych warunków, ale na szczęście przetrwało kilka rzeczy, bez których nie byłoby nas dzisiaj tutaj. To był prawie koniec życia na Ziemi, choć nie całkowity” – powiedział współautor, profesor Yadong Sun z China University of Geosciences w Wuhan.
Wnioski z zapisów kopalnych
Skalę ocieplenia permu i triasu odkryto poprzez badanie izotopów tlenu w skamieniałym materiale zębów maleńkich wymarłych organizmów pływających zwanych konodontami. Badając zapis temperatury konodontów z całego świata, badacze byli w stanie wykazać niezwykłe załamanie gradientów temperatury na niskich i średnich szerokościach geograficznych.
Doktor Farnsworth, który do oceny wyników wykorzystał pionierskie modelowanie klimatu, powiedział: „Zasadniczo wszędzie było za gorąco. Zmiany odpowiedzialne za zidentyfikowane wzorce klimatyczne były głębokie, ponieważ El Niño miało miejsce znacznie intensywniej i dłużej niż obecnie. Gatunki po prostu nie były przygotowane do wystarczająco szybkiej adaptacji i ewolucji”.
Współczesne porównania i modelowanie klimatu
W ostatnich latach zjawiska El Niño spowodowały poważne zmiany w rozkładzie opadów i temperaturze. Na przykład ekstremalne warunki pogodowe, które spowodowały falę upałów w Ameryce Północnej w czerwcu 2024 r., kiedy temperatura była o około 15°C wyższa niż zwykle. Lata 2023–2024 były również jednym z najgorętszych w historii na świecie ze względu na silne El Niño na Pacyfiku, które dodatkowo zaostrzyło wzrost emisji CO2 wywołanej działalnością człowieka2 powodując katastrofalne susze i pożary na całym świecie.
„Na szczęście takie wydarzenia jak dotąd trwały tylko od roku do dwóch lat. Podczas kryzysu permsko-triasowego El Niño utrzymywało się znacznie dłużej, co doprowadziło do dekady powszechnej suszy, po której nadeszły lata powodzi. Zasadniczo klimat panował wszędzie, co bardzo utrudnia adaptację każdemu gatunkowi” – współautor Paul Wignall, profesor Palaeoenvironments na Uniwersytecie w Leeds.
Pożary i kryzysy ekologiczne
Wyniki modelowania klimatu pomagają również wyjaśnić obfitość węgla drzewnego występującego w warstwach skalnych z tamtego wieku.
„Pożary stają się bardzo częste, jeśli masz klimat podatny na suszę. Ziemia utknęła w stanie kryzysowym, w którym ląd płonął, a oceany zastygały. Nie było gdzie się ukryć” – dodał współautor profesor David Bond, paleontolog z Uniwersytetu w Hull.
Kontekst historyczny i przyszłe implikacje
Naukowcy zaobserwowali, że w historii Ziemi miało miejsce wiele zjawisk wulkanicznych podobnych do tych na Syberii, a wiele z nich spowodowało wymieranie, ale żadne nie doprowadziło do kryzysu na skalę zjawiska permsko-triasowego.
Odkryli, że wymieranie permu i triasu było zupełnie inne, ponieważ te Mega-El Niño wytworzyły pozytywne sprzężenie zwrotne na temat klimatu, co doprowadziło do powstania niewiarygodnie ciepłych warunków, począwszy od tropików, a następnie dalej, co doprowadziło do zamierania roślinności. Rośliny są niezbędne do usuwania CO2 z atmosfery, a także podstawę sieci troficznej, a jeśli umrą, umrze także jeden z ziemskich mechanizmów zatrzymywania CO2 gromadzą się w atmosferze w wyniku ciągłej aktywności wulkanicznej.
Pomaga to również wyjaśnić zagadkę dotyczącą masowego wymierania w okresie permu i triasu, w wyniku którego wymieranie na lądzie miało miejsce dziesiątki tysięcy lat przed wyginięciem w oceanach.
„Chociaż oceany były początkowo chronione przed wzrostem temperatury, mega-El Nino spowodował, że temperatury na lądzie przekroczyły tolerancję termiczną większości gatunków w tempie tak szybkim, że nie były one w stanie przystosować się na czas” – wyjaśnił dr Sun.
„Przetrwać mogą tylko gatunki, które potrafią szybko migrować, a niewiele roślin i zwierząt mogłoby to zrobić”.
Masowe wymieranie, choć rzadkie, to puls naturalnego systemu Ziemi, który przywraca życie i ewolucję na inne ścieżki.
„Masowe wymieranie w okresie permo-triasu, choć niszczycielskie, ostatecznie doprowadziłoby do powstania dinozaurów, które stały się później gatunkiem dominującym, podobnie jak miało to miejsce w przypadku Kreda masowe wymieranie doprowadziło do pojawienia się ssaków i ludzi” – podsumował dr Farnsworth.
Odniesienie: „Mega El Niño zainicjowało masowe wymieranie pod koniec permu” autorstwa Yadong Sun, Alexandra Farnswortha, Michaela M. Joachimskiego, Paula B. Wignalla, Leopolda Krystyna, Davida PG Bonda, Domenico CG Ravidà i Paula J. Valdesa, 12 września 2024 r. , Nauka.
DOI: 10.1126/science.ado2030
