Alle ved om dinosaurernes udryddelse. Den værste udryddelse blev forårsaget af en hurtig temperaturstigning.
Jordens mest alvorlige udryddelse fandt sted længe før morderen asteroide påvirkning, der udslettet dinosaurerne. Det skete omkring 252 mya, og det markerede afslutningen på det, der kaldes Perm-perioden. Udryddelsen er kendt som Permian-Triassic Extinction Event, End-Permian Extinction eller mere enkelt, "The Great Dying." Op til 70% af de terrestriske hvirveldyr og op til 96% af alle marine arter blev slukket under The Great Dying.
Hvordan skete det? Kan det ske igen?
"Denne undersøgelse fremhæver potentialet for en masseudryddelse, der stammer fra en lignende mekanisme under menneskeskabte klimaændringer." - hovedforfatter Justin Penn, School of Oceanography, University of Washington.
Forskere har arbejdet hårdt for at forstå årsagen til den værste udryddelse i Jordens historie. Men det er svært at sammensætte beviser fra noget, der skete over 250 mya. Ledetråde fra begivenheder, der for længe siden er skjult i klippen, og meget af den gamle klippe er blevet subduceret. Der er ingen rygerpistol som et enormt krater. Der er kun bit og beviser. Et bestemt bevismateriale er særlig overbevisende: fossile beviser, der viser fordelingen af de marine arter, der blev uddød, kontra dem, der ikke gjorde det.
En ny undersøgelse offentliggjort i Science nuller ind på fossilrekorden og viser, at den skyldige bag Great Dying var klimaændringer. Og selvom klimaændringerne på det tidspunkt sandsynligvis var forårsaget af vulkaner, er implikationerne tydelige: Klimaforandringer, hvad enten de er forårsaget af vulkaner eller noget andet, kan forårsage katastrofisk udryddelse lige så dårlige som eller værre end en asteroidpåvirkning.
Papiret har titlen "Temperaturafhængig hypoxi forklarer biogeografi og sværhedsgraden af udryddelse af marin masse i slutningen." Hovedforfatter er Justin Penn fra School of Oceanography på University of Washington. I undersøgelsen konkluderer Penn og hans medforfattere, at stigende havtemperaturer og hypoxien, der fulgte med, forårsagede The Great Dying og sandsynligvis også andre udryddelser.
”… Klimauppvarmning og iltab var en primær årsag til udryddelsen.” - Justin Penn, School of Oceanography, University of Washington.
Et ton bevis viser, at mekanismen bag den klimaforandring 252 mya var vulkaner. Vulkanernes primære virkning var et opvarmende klima på grund af de drivhusgasser, de injicerede i atmosfæren. Vulkanerne havde andre effekter, men opvarmningen er nøglen. Det fik oceanerne til at opvarme markant.
Forskerne kombinerede klimamodellering med fossilrekorden for at komme til deres konklusion. De modellerede klimaet baseret på Jorden lige før udryddelsen, da der eksisterede et enkelt kontinent kaldet Pangea, og når havets temperatur og iltniveau var svarende til dagens. I deres model indtaster de også temperaturen og iltfølsomheden for 61 moderne marine arter, herunder krebsdyr, fisk, skaldyr, koraller og hajer. Forholdene før den store døende lignede forholdene nu, så følsomheden af disse 61 moderne arter repræsenterer arten på tidspunktet for Jordens værste udryddelse.
Derefter hævede de temperaturen 10 grader, svarende til temperaturændringen 252 mya. Resultatet gav dem et geografisk billede af den store død.
”Meget få marine organismer forblev i de samme levesteder, de boede i - det var enten på flugt eller omgå,” sagde anden forfatter Curtis Deutsch, en UW-lektor i oceanografi. I simuleringen blev arter med høj bredde næsten fuldstændigt udslettet, mens nogle arter nærmere ækvator overlevede.
”Dette er første gang, at vi har foretaget en mekanistisk forudsigelse af, hvad der forårsager udryddelsen, der kan testes direkte med fossilrekorden, som derefter giver os mulighed for at komme med forudsigelser om årsagerne til udryddelse i fremtiden,” sagde den første forfatter Justin Penn , en UW-doktorand i oceanografi.
Nogle gamle bjergklods findes stadig fra jordens værste udryddelse 252 mya, og de har beviset for selve udryddelsen. Der var et blomstrende og mangfoldigt marine økosystem, derefter et skår af lig. Og det tog millioner af år for Jorden at diversificere og trives igen. Med resultaterne af deres simulering i hånden sammenlignede forskerne det med den overlevende fossilrekord.
Den fossile registrering viser, hvor arter var før udryddelsen, og som blev udslettet fuldstændigt eller begrænset til en brøkdel af deres tidligere habitat. Og fossilprotokollen bekræfter, hvad forskerne fandt: arter fjernest fra ækvator led mest.
Koldt vand indeholder mere ilt end varmere vand, det er den grundlæggende videnskab. Arter, der er tilpasset koldere klimaer, langt væk fra ækvator, kræver mere ilt for at overleve end arter, der er tilpasset varmere vand nær ækvator. Marine fossile poster viser, at marine arter længere fra ækvator led dårligere end dem, der var tættere på ækvator.
Da klimaet varmet og havens iltniveauer faldt, var de første, der døde ud, de arter, der krævede mere ilt. Arterne tæt på ækvator havde et sted at gå: de kunne forlade ækvator og finde vand med iltniveauer, de var vant til. Eller i det mindste nogle af dem kunne. Men for dem længere nord og syd for ækvator var der intet at gå hen.
”Da tropiske organismeres stofskifte allerede var tilpasset forholdsvis varme forhold med lavere ilt, kunne de flytte væk fra troperne og finde de samme forhold et andet sted.” - Curtis Deutsch, medforfatter, UW lektor i oceanografi.
”Da tropiske organismeres stofskifte allerede var tilpasset til forholdsvis varme forhold med lavere ilt, kunne de flytte væk fra troperne og finde de samme forhold et andet sted,” sagde Deutsch. ”Men hvis en organisme blev tilpasset til et koldt, iltrigt miljø, ophørte disse forhold med at eksistere i de lavvandede hav.”
De opvarmende oceaner var en dobbelt-whammy for marine arter. Efterhånden som verdenshavene varmet, faldt iltniveauet ikke kun, men metabolismen af marine arter steg op, og de havde brug for mere ilt. Det centrale koncept her er forholdet mellem temperaturafhængig O2 udbud og efterspørgselsrater. Dette forhold, kaldet det metaboliske indeks, måler miljøomfanget for aerob aktivitet og styres af havforhold samt termiske og hypoxi-følsomhedsegenskaber, der varierer mellem arter. Hvis det metaboliske indeks for en bestemt art falder under deres mindstekrav, kan de simpelthen ikke trække vejret, og de dør af.
”Underskrivelsen af den dræbende mekanisme, klimauppvarmning og iltab, er dette geografiske mønster, der er forudsagt af modellen og derefter opdaget i fossilerne,” sagde Penn. "Aftalen mellem de to indikerer denne mekanisme for klimauppvarmning og iltab var en primær årsag til udryddelsen."
Opvarmningen og manglen på ilt, som den forårsagede, var ikke den eneste faktor i udryddelsen, men det forklarer mere end halvdelen af tabet af havdiversiteten. Ifølge forfatterne har andre ændringer, såsom forsuring eller forskydninger i produktiviteten af fotosyntetiske organismer, sandsynligvis fungeret som yderligere årsager.
Hvad betyder dette for fremtiden? Hvis opvarmning var den primære årsag til The Great Dying, den værste udryddelse i Jordens historie, kan opvarmning drive udryddelse igen. Faktisk er det allerede.
Drivhusgasniveauer steg i Perm, og de stiger i dag. Ikke fra vulkaner selvfølgelig, men fra mennesker.
”Under et forretningsmæssigt som sædvanligt emissionsscenario vil 2100 opvarmning i det øverste hav have nærmet sig 20 procent af opvarmningen i det sene Perm, og inden år 2300 når det mellem 35 og 50 procent,” sagde Penn. "Denne undersøgelse fremhæver potentialet for en masseudryddelse, der stammer fra en lignende mekanisme under menneskeskabte klimaændringer."
Vi lever gennem en udryddelsesbegivenhed lige nu, kaldet Holocene-udryddelse. Det betragtes som den sjette udryddelse, fordi der har været fem andre i de sidste 600 millioner år. Holocene-udryddelsen spænder over planter og dyr, inklusive pattedyr, fugle, padder, krybdyr og leddyr. Det er ikke alle drevet af et opvarmende klima, men noget af det er. Tab af biodiversitet habitat fra menneskelig aktivitet er en separat årsag. Men det er ikke desto mindre en udryddelse. Forskere mener, at den nuværende udryddelsesgrad for plante- og dyrearter er mellem 100 og 1.000 gange større end den naturlige udryddelsesgrad.
Det skal ses, hvor meget varmere vores klima vil få, og hvor mange arter der vil blive drevet til udryddelse. Lad os håbe, at de nødvendige ændringer kan foretages for at undgå det værste af det, der kommer. Og lad os håbe, at der ikke er for mange vulkanudbrud.
- Pressemeddelelse: Største udryddelse i Jordens historie forårsaget af global opvarmning, hvorved havdyr gisper efter vejret
- Forskningsdokument: Temperaturafhængig hypoxi forklarer biogeografi og sværhedsgraden af udryddelse af marin masse i slutningen
- Wikipedia-indgang: Holocene-udryddelse
- Forskningsartikel: Den misforståede sjette masseudryddelse
- Forskningsartikel: Estimering af den normale baggrundshastighed for udryddelse af arter
