Pred približne 252 miliónmi rokov takmer všetok život na Zemi zmizol. Nové poznatky hovoria o masívnej erupcii roztavenej horniny, ktorej následky trvali päť miliónov rokov.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: Vladimir Borzykin
Masové vymieranie v období permu a triasu, známe ako permsko-triasová udalosť, bolo najkatastrofálnejším z piatich masových vymieraní rozpoznaných za posledných 539 miliónov rokov histórie našej planéty.
Vyhynulo 94 percent morských druhov a 70 percent druhov suchozemských stavovcov. Tropické lesy, ktoré boli vtedy tak ako dnes dôležitými zachytávačmi uhlíka a pomáhali regulovať teplotu planéty, zaznamenali tiež masívny úbytok.
Vedci sa už dlho zhodujú, že túto udalosť spustil náhly nárast skleníkových plynov, ktorý viedol k intenzívnemu a rýchlemu otepľovaniu Zeme. Záhadou však zostávalo, prečo tieto extrémne horúce podmienky pretrvávali milióny rokov. Nový článok, publikovaný v Nature Communications, poskytuje odpoveď.
Úbytok tropických lesov uzamkol Zem v skleníkovom stave, čo potvrdzuje podozrenie vedcov, že keď klíma našej planéty prekročí určité „body zlomu“, môže nasledovať skutočne katastrofický ekologický kolaps.
Pozrite si
Masívna erupcia
Spúšťačom masívneho vymierania v období permu a triasu bola erupcia obrovského množstva roztavenej horniny na dnešnej Sibíri, nazývanej sibírske pasce.
Táto roztavená hornina vybuchla v sedimentárnej panve bohatej na organickú hmotu. Roztavená hornina bola dostatočne horúca na to, aby roztavila okolité horniny a uvoľnila obrovské množstvo oxidu uhličitého do zemskej atmosféry. Tento proces trval 50 000 až 500 000 rokov. Z geologického hľadiska je takéto obdobie veľmi krátky čas. Tento rýchly nárast oxidu uhličitého v zemskej atmosfére a výsledný nárast teploty sa považuje za primárny mechanizmus zabíjania väčšiny života v tom čase. Predpokladá sa, že na súši sa povrchové teploty zvýšili o 6 °C až 10 °C, čiže príliš rýchlo na to, aby sa mnohé formy života stihli prispôsobiť.
Na porovnanie možno uviesť, že od začiatku priemyselnej revolúcie sa za posledných len 275 rokov priemerná globálna teplota zvýšila o približne 1,1 až 1,3 °C. Pri iných podobných erupciách sa klimatický systém zvyčajne vráti do predchádzajúceho stavu v priebehu 100 000 až milióna rokov. Ale tieto superskleníkové podmienky, ktoré viedli k priemerným rovníkovým povrchovým teplotám nad 34 °C (približne o 6 až 8 °C vyššie ako súčasná rovníková priemerná teplota), pretrvávali približne päť miliónov rokov. Vedci sa v novej štúdii snažili túto záhadu rozlúštiť.
Vyschnutá vegetácia. Zdroj: iStock/Mikel Bilbao Gorostiaga
Vymierajúce lesy
Výskumníci sa pozreli na fosílne záznamy širokej škály suchozemských rastlinných biómov, ako sú aridné, tropické, subtropické, mierne a krovité.
Analyzovali, ako sa biómy menili od obdobia tesne pred masovým vymieraním až do približne ôsmich miliónov rokov po ňom. Predpokladali, že Zem sa otepľovala príliš rýchlo, čo viedlo k vymieraniu vegetácie v nízkych až stredných zemepisných šírkach, najmä dažďových pralesov. Účinnosť cyklu organického uhlíka sa výrazne znížila bezprostredne po sopečných erupciách, keď došlo k rozsiahlemu poškodeniu vegetácie, čo znížilo schopnosť biosféry viazať uhlík a spôsobilo dlhšie zotrvanie oxidu uhličitého v atmosfére.
Keďže sa rastliny nedokážu jednoducho postaviť a odísť, boli veľmi silne ovplyvnené meniacimi sa podmienkami. Pred touto udalosťou existovalo okolo rovníka mnoho rašelinísk a tropických a subtropických lesov, ktoré absorbovali uhlík. Keď však vedci z terénneho výskumu, záznamov a databáz zrekonštruovali rastlinné fosílie z obdobia okolo tejto udalosti, zistili, že tieto biómy boli z tropických kontinentov takmer úplne vyhladené.
To viedlo k niekoľkomiliónovej „uhoľnej medzere“ v geologickom zázname. Lesy boli nahradené drobnými lykopôčkami, vysokými len dva až 20 centimetrov. Tieto typy rastlín však boli tiež menej účinné pri fixácii uhlíka v organickom uhlíkovom cykle. Enklávy väčších rastlín zostali smerom k pólom, v pobrežných a mierne hornatých oblastiach, kde bola teplota o niečo nižšia.
V istom zmysle ide o analógiu s úvahou o vplyve nahradenia všetkých dažďových pralesov v súčasnosti flórou mallee-scrub a spinifex, ktorú by bolo možné očakávať v austrálskom vnútrozemí.
Návrat lesov
Na základe súčasných dôkazov vedci odhadli rýchlosť, akou rastliny prijímajú atmosférický oxid uhličitý a ukladajú ho ako organickú hmotu každého odlišného biómu (alebo jeho „čistú primárnu produktivitu“), ktorá bola naznačená vo fosílnych záznamoch. Na numerické overenie hypotézy vedci potom použili nedávno vyvinutý model uhlíkového cyklu s názvom SCION.
Pri analýze výsledkov modelu zistili, že počiatočný nárast teploty zo sibírskych pascí sa zachoval päť až šesť miliónov rokov po udalosti z dôvodu zníženia čistej primárnej produktivity. Až keď sa rastliny obnovili a cyklus organického uhlíka sa reštartoval, Zem sa pomaly začala zotavovať zo superskleníkových podmienok.
Udržiavanie klímy a zničujúci bod zlomu
Vždy je ťažké robiť analógie minulých klimatických zmien v geologickom zázname s tými, ktoré zažívame dnes.
Je to preto, že rozsah minulých zmien sa zvyčajne meria počas desiatok až stoviek tisíc rokov, zatiaľ čo v súčasnosti zažívame zmeny počas desaťročí až storočí. Kľúčovým dôsledkom novej vedeckej práce však je, že život na Zemi, hoci je odolný, nie je schopný reagovať na masívne zmeny v krátkom časovom horizonte bez drastického preprogramovania biotickej krajiny.
Výsledky štúdie celkovo zdôrazňujú, aké dôležité sú tropické a subtropické rastlinné biómy a prostredia pre udržanie klimatickej rovnováhy. Na druhej strane ukazujú, ako môže strata týchto biómov prispieť k ďalšiemu otepľovaniu klímy a slúžiť ako zničujúci bod zlomu klímy. Hlavnou autorkou štúdie bola Zhen Xu, výskum bol súčasťou jej dizertačnej práce.
Zdroj: Science Alert, Nature Communications
(LDS)
