A történelem egy részén szinte minden faj eltűnt a szárazföldön és a tengeren. Most tudjuk, miért. A permi tömegpusztítást, amelyet informálisan a Nagy Halálnak neveznek, a Föld életének története egyik legnagyobb geológiai eseményének tekintik. Viszonylag rövid idő alatt a földön élő gerincesek kb. 70% -a, a tengeri fajok kb. 90% -a eltűnt a föld oldaláról. A tömeges permi kihalás, őszintén szólva, éppen a legnagyobb földi katasztrófává vált. Végül is nekünk a Föld elsősorban az élet.
Tíz évvel ezelőtt nem volt ismert, hogy mely esemény kiváltotta ezt a nagyon halálos katasztrófát 252 millió évvel ezelőtt. Ennek okát rejtély borította, a tudósok tucatnyi elméletet javasoltak.
És így a közelmúltban a randevú-technológia fejlődése és a geológiai bizonyítékok keresése pontos jelzést adott. A Földön a legtöbb tudós egyetért abban, hogy a nagy öt kihalás legnagyobb részét egy millió éves vulkáni tevékenység okozta.
De megoldódott-e ez a rejtvény? Nem igazán.
Fotó: hi-news.ru
Igen, körülbelül 5 millió köbkilométernyi láva jött ki valahol a mai északnyugati Szibériában - elegendő ahhoz, hogy a Föld felszínét 10 méter mélyre befedje - közvetlenül a tömegpusztítás kezdete előtt. Ez kiváltotta az üvegházhatást okozó gázok hatalmas mennyiségének kibocsátását, amelyek alátámasztották a globális felmelegedést és súlyosan megzavarták a Föld életét támogató rendszereket.
Ennek ellenére továbbra is heves tudományos vita tárgya annak pontos ismertetése, hogy ez pontosan miért vezetett annyi életforma kihalásához.
Promóciós videó:
És ez nem csak a tudományos érdeklődés. Ez a katasztrófaes esemény fontos szerepet játszott a mai növény- és állatvilág kialakításában. Ezenkívül egyértelmű párhuzamok vannak a környezeti változások között, amelyek akkor zajlottak le, és amelyeket ma megfigyelnek. Egyesek szerint a fajunk tudatosságának növelése azokban az időkben, amikor az élet szinte megszűnt, elősegíti a hosszú távú túlélésünket.
1980-ban Louis és Walter Alvarez, a berkeleyi kaliforniai egyetem apja és fia, új és meggyőző bizonyítékokat szolgáltattak arra, hogy a tömegpusztítások közül a leghíresebb - a 66 millió évvel ezelőtt történt - egy hatalmas aszteroida esése eredménye. Érdeklődési hullámot váltottak ki más tömeges kihalások okai iránt, ideértve a késői permiak legnagyobbjait is.
Fotó: hi-news.ru
A nyugati kihalási vadászok akkoriban kevesebb bizonyítékkal rendelkeztek a hozzáféréshez, mert Kínában és Oroszországban voltak, nem pedig a leginkább nyitott országokban. Ez azonban nem akadályozta meg a különféle elméletek előterjesztését.
Néhányan rámutattak a Pangea szuperkontinensen kialakulásának mellékhatásaira, például a tengeri élőhely mélységének csökkentésére, ahol a legtöbb tengeri faj él. Mások rámutattak az oxigén hirtelen csökkenésére a késői permi kőzetmintákban és a tengerszint csökkenésére - mindkettő magyarázhatja, hogy a tengeri fajok miért voltak ilyen gonosz tapasztalatok.
Mások azt javasolták, hogy a metán tömegesen szabaduljon fel a tengerfenékről. Választhatott arra is, hogy az intenzív vulkanizmus, amely annyi vulkanikus kőzetet hagyott Szibériában, különleges tényező. Minden egymást követő lávaáramlás elterjedt az előzőre, lépcsős dombok sorozatát képezve. Szibériai csapdák nevet kaptak - a svéd "trapp" -tól, azaz lépcsőktől.
"A permi tömegpusztítás végének akkor gondoltak, hogy több millió év alatt elterjedtek" - mondja Paul Vignal, a Leeds Egyetem geológusa, aki 2015. szeptemberében tette közzé a The Times legrosszabb részét a tömegpusztításról.
Miután az olaszországi Dolomitokban mintákat gyűjtöttek, Vignal és Anthony Hallam a Birminghami Egyetemen egy 1992-ben közzétett cikkben arra a következtetésre jutottak, hogy a kipusztítás valójában több tízezer vagy több évig tart.
Ez a rövid határidő sokan arra késztettek, hogy keressenek egy rövid, de akut katasztrófát, amely megmagyarázhatja a kipusztulást - például egy aszteroida esését.
Ennek az elképzelésnek a támogatására egyes tudósok rámutatnak ausztráliai ritka sokk-kvarc szemcsékre - homok szemekre, amelyek az állítólagos ütés helyén voltak, és ebben a folyamatban erőteljes fizikai hatásnak vannak kitéve. Más Antarktiszon dolgozó tudósok felfedezték a héliumot és az argonot olyan izotópos aránnyal, amely hasonló a szénben gazdag meteoritokéhoz a korai naprendszerben.
De ütköző krátert nem találtak, és minden elpusztult.
"Egyszerűen nincs geológiai bizonyítékunk egy olyan hatásról vagy más olyan jelentős eseményről, amely ilyen nagyságrendű kihalást eredményezhet, kivéve a szibériai csapdákat" - mondja Jonathan Payne, a geológus és a tömegpusztító szakember a kaliforniai Stanfordi Egyetemen, az USA-ban.
Fotó: hi-news.ru
A randevúzási módszerek fejlesztésével és a minták begyűjtésével a vulkánizmus fokozatosan vált a fő bűnösnek - különösen azután, hogy a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a szibériai csapdák körülbelül egymillió évvel ezelőtt, nem pedig 10-50 millió évvel ezelőtt alakultak ki, amint azt korábban gondolták.
A szibériai csapdák következményei súlyosak voltak. A legnagyobb hatást az óceánokban, különösen a tengerfenékben figyelték meg.
Sok csoport teljesen eltűnt, beleértve az egyik legkorábbi ízeltlábú csoportot - trilobitokat - és primitív rugosokat, korallokat, blastoidokat, a modern tengeri sün és rokonok rokonait. Mások, mint például lábajók, bryozoans, tintahal-szerű amnitok és tengeri liliomok, elveszítették fajaik nagy részét.
Az úszók egy kicsit szerencsésebbek voltak: az akantódok és a placodermák kihaltak, de sok más hal és angolna-szerű alakzat gyakorlatilag érintetlen maradt.
A szárazföldi szervezeteket szintén érintette. Sok nagyobb csoportot megsemmisítettek, köztük a gorgonopokat, a kor kardfogú uralkodó ragadozóit és a terjedelmes növényevő pareizátorokat.
Dmitrij Shcherbakov, a moszkvai Paleontológiai Intézet szerint a permi végű rovarcsaládok kb. 40% -át elpusztították. Sok egyenlítői csoport, például a csótányok és a kabócák, észak felé mozogtak, amikor a hőmérséklet emelkedett.
A növényeket tekintve az erdőfajok gyakorlatilag eltűntek.
Fotó: hi-news.ru
A domináns gimnaszpermek sok csoportja csökkent. A szént nem termelték körülbelül 10 millió évig, ami a tőzegképző növények eltűnését jelzi. Az egyértelmű, halálos növénypusztulás újabb jele a gombaugrás - a fosszíliált gombás spórák számának óriási növekedése.
"Ezt úgy értelmezik, mint egy halott vagy haldokló fán élő gombák robbanásának eredménye" - mondja Barry Lomax a Nottinghami Egyetemen az Egyesült Királyságban. "Semmi hasonlót nem látottunk semmilyen más geológiai határon."
A halott és a halál pontos elemzése tehát a legjobb nyomokat tartalmazza, amelyek elmagyarázzák, hogy a szibériai csapdák milyen nagy hatással lehettek.
Amikor Vinyal és munkatársai a wuhani Kínai Földtudományi Egyetemen részletesen megvizsgálták az 537 tengeri faj sorsát mutató mintákat Kínában, úgy találták, hogy ezek 92% -a megsemmisült. Azt is megállapították, hogy a kihalás két szakaszban zajlott, 180 000 évvel elválasztva.
Az első különösen végzetes volt a sekély vízben élők számára, például koralloknak, akik mikroszkopikus állatok alján élnek, a fúzulinidokat és a radiáriusok planktonját. A második hullám kihalása az óceán mélyén történt.
Az új fajok az első hullám után meglehetősen gyorsan fejlődtek, de a második után sokkal lassabban fejlődtek fel - valószínűleg hosszú távú okok miatt, amelyek sok ökoszisztéma mély alapjait lebontották. A növényi maradványok Grönlandon és Antarktiszon visszanyert egyéb bizonyítékai alátámasztják a kettős tömeges kihalás gondolatát.
Mi volt a szibériai vulkánizmus miatt, amely annyira pusztítást okozott az életben a különböző permi megnyilvánulásokban?
A lávával együtt óriási mennyiségű üvegház és más káros gáz került ki. Ide tartoztak a hatalmas mennyiségű szén-dioxid és kén-dioxid, amelyek a hőmérséklet emelkedéséhez vezettek.
Fotó: hi-news.ru
Az óceánok melegítése csökkentette az oxigéntartó képességüket, és az az áram, amely általában oxigént szállít a mélységbe, lelassulhat vagy megállhat. Úgy gondolják, hogy a tengeri kipusztulás fő oka az oxigénhiány, ezt a kőzetminták mutatják a világ különböző helyszínein lévő két geológiai periódus határán.
"Az üledékes kőzetek szinte minden, amelyet megtekintettünk, az oxigénben gazdag és az élet oxigénben gazdag, és az oxigénben gazdag és élettelen" - mondja Mike Benton, a Bristoli Egyetem paleontológusa. "Ez a vonal ugyanolyan abszolút, mint egy kés széle, és jól látható."
Egyesek szerint a légköri szén-dioxid szintjének emelkedésével szintje az óceánokban is növekedett, a víz savasabbá vált, és kevésbé valószínű, hogy ösztönözze a tengeri szervezeteket héjaik előállítására. A megnövekedett szén-dioxid szint általában negatív hatással volt a tengeri állatok oxigéncserélő rendszerére.
"Az emberek a melegítés, a savasodás és a deoxigenizáció halálos háromságáról beszélnek" - mondja Payne, aki szerint a savasodás tízezrekig tarthat. "Mindezek befolyásolják a tengeri állatok életét, anyagcseréjét és az oxigén felhasználását."
A Vignal azonban nem játszik szerepet az óceán savasodásában. "Nem kétséges, ha megsavanyítja az óceán felszínét, akkor ez megtörténik, de a legtöbb organizmus megteheti a héját, mert testében csinálja, anélkül, hogy érintkezne a környező tengervízzel."
A felmelegedésnek jelentős következményei voltak a földre - de összehasonlíthatatlanok azokkal, amelyek akkoriban ilyen arányos kihalásokhoz vezettek. A geológusok káros CFC-szerű gázok, például klór-metán kibocsátását hibáztatják.
Úgy gondolják, hogy ezek a gázok akkor keletkeznek, amikor a szén és a só rétegei felmelegednek, amikor a magma felmegy a szibériai felületre. Ezek az ózonréteg megsemmisítéséhez vezetnek, ami a nap káros ultraibolya sugárzása általi expozíció jelentős növekedéséhez vezet.
Ennek az elméletnek az alátámasztására érvek 2004-ben merültek fel, amikor Henk Wischer a hollandiai Utrechti Egyetemen bizonyította, hogy a késő permi tömegpusztulás során a megismétlődött mutált lymphoid spórák jelentősen növekedtek.
Mások azt sugallták, hogy a környezeti stresszorok, mint például a megnövekedett szárazság, nem pedig a megnövekedett sugárzás, mutációkat okozhatnak. Lomax azonban támogatja Vischer elméletét. "Más időszaka is volt a tartós szárazság, és nem látunk bizonyítékot a spóra mutációval való kapcsolatnak, ezért logikusabbnak tűnik az ultraibolya sugárzásnak való hozzárendelésük."
Fotó: hi-news.ru
A vulkánokból távozó gázok karbolsavat, kénsavat és más savakat képeztek, amelyek savas eső formájában estek le, súlyosbítva a környezeti veszélyt. Ez megmutatja, hogy a környezet hogyan képes közvetlenül és közvetett módon elpusztítani a fajokat egy éjszakán keresztül.
"A növények vesztesége az UV-sugárzás és a savas esők miatt el kellett távolítania a szárazföldi tápláléklánc gerincét, ami a növényevők éhezéséhez vezetett, amelyek viszont a húsevők táplálékforrásai voltak" - mondja Benton.
Sokan úgy vélik, hogy ezekre az ökoszisztéma-kapcsolatokra a 21. századi embereknek gondolkodniuk kell, mivel tevékenységünk szélsőséges szintre emeli a szén-dioxid koncentrációját a légkörben. A permi időszak végének kihaltása táplálja a gondolkodást.
"Lényegében a permi tömegpusztítás megteremtését vagy felgyorsítását célozzuk meg" - mondja Vignal. „Az óceánok felmelegítése azonban hosszú időbe telik, és a modellek azt mutatják, hogy az óceánok 200–300 év alatt bajba kerülnek az oldott oxigéntartalom szempontjából, és az óceánkeringetés problémái pár ezer év alatt jelennek meg. Ki tudja, akkor mit fogunk csinálni."
Fotó: hi-news.ru
Payne rámutat, hogy a késő permi tömegpusztulás hosszú távon előnyösnek tekinthető az élet számára - a Földön a fajok száma végül még jobban nőtt, mint eddig -, de időrendje nem nyújt elegendő kényelmet.
"Az élet történelem legnagyobb kihalásának sok köze van a ma zajló környezeti változásokhoz, amelyek várhatóak a következő 100-1000 évben" - mondja. "Valójában hosszú távon ez ösztönző hatással lesz az ökoszisztéma sokféleségére, de a helyreállítás millió éveket vesz igénybe, így a sokféleség elvesztése aligha lesz hasznos az emberi társadalom számára."
Doug Erwin, az amerikai paleobiológus 1993. évi könyvében, a nagy paleozoikus válság, összehasonlította a permi végső tömegpusztítás lehetséges okainak felbecsülésének problémáját a Hercule Poirot által a Gyilkosságban a Keleti Expresszben tapasztalt helyzettel. Agatha Christie nyomozó végül azt a következtetést vonja le, hogy a vonat összes utasát részt vett a gyilkosságban.
Legutóbbi könyvében Vignal Poirot következtetését írja le, hogy "mindenki csinálta", mint "lusta". Ehelyett Sarah Lund, a dán bűncselekmény drámája Gyilkosság csillaga példáját idézi. A gyanúsítottak listája az egyes sorozatokkal növekszik. (Kényelmesebb lenne, ha példaként idézzük Csehov "Sirályát"). A Vignal gyilkosa a vulkanizmus, ami felmelegedést, óceán-oxigénképződést és ózonkárosodást eredményez.
A tudósok azonban egyre növekvő számú, pontosabb adatcsomaghoz férnek hozzá, amelyek megpróbálják elkülöníteni a kihalás okozati tényezőinek pontos kombinációit a különféle ökoszisztémákban, csoportokban és fajokban, amelyek esetleg nem adnak közvetlen választ. Ha ez egy bűncselekmény, akkor nagyon bonyolult, holttestekkel, és különféle fegyverekkel ölték meg őket.
"A környezeti okok sokszorozódnak, nem pedig összeadódnak, így nehéz egy dolgot kiválasztani" - mondja Payne. Ez nem a tudomány kudarca, hanem inkább az egyszerű válaszok iránti igényünk vádja.