페름기 말(2억 5200만년 전)에 지구는 대량멸종으로 황폐화됐다.
불친절한 지구
연구의 일환으로 과학자들은 어떻게지구의 기후는 페름기 말기(2억9천890만년 전에서 2억5천190만년 전)와 트라이아스기 초기(2억5천190만년 전에서 2억130만년 전)에 변했다. 그런 다음 모든 대륙은 하나의 거대한 땅 덩어리, 즉 판게아였으며 거대한 범위의 시베리아 화산이 분출되었습니다. 그 결과, 따뜻해지는 온실가스가 대기로 유입되었습니다. 과학자들의 이론에 따르면, 이것은 세계적인 멸종에 기여했습니다.
화학적 풍화란?
과학자들은 이러한 모든 요소를 고려하여화학적 풍화 과정을 연구했습니다. 그러면 육지의 암석이 부서져 칼슘이 방출되고, 칼슘은 바다로 씻겨갑니다. 그곳에서 이산화탄소(CO2)와 결합하여 탄산염 암석을 형성합니다. 기후가 따뜻할수록 풍화작용이 더 빨리 일어납니다.
이 그림은 해양의 비율을 보여줍니다페름기 말기에 멸종된 동물의 위도별 모델(검은색 선)과 화석 기록(파란색 점)을 참조하세요. 물의 색깔은 온도 변화를 보여줍니다. 빨간색은 가장 따뜻함을 의미합니다. , 노란색이 가장 작습니다. 맨 위에는 이산화탄소를 방출하는 대규모 화산 폭발을 보여주는 초대륙 판게아가 있습니다. 선 아래의 이미지는 사건 중에 사망한 해양 생물의 96% 중 일부를 나타냅니다. 이미지 제공: Justin 펜(Penn)과 커티스 도이치(Curtis Deutsch), 워싱턴대학교
요점은 화학 반응이 일어난다는 것입니다온도가 높을수록 속도가 빨라지고 흐르는 물은 더 많은 침식을 유발합니다. 궁극적으로 이는 지구 온도를 제어할 수 있는 피드백 루프를 생성합니다. 날씨가 따뜻해지고 풍화작용이 빨라지면 더 많은 CO2가 바다로 유입되어 바다 암석에 갇히게 되어 기후를 식히는 데 도움이 됩니다. 이런 일이 발생하면 풍화가 느려지고 바다 암석에 이산화탄소가 덜 축적되어 너무 추워지는 것을 방지합니다.
역 프로세스는 어떻게 작동합니까?
하지만 또 다른 프로세스가 있습니다.바다에서 일어나는 현상을 역풍화작용이라고 합니다. 이는 광물 실리카가 해저에 새로운 점토를 형성할 때 발생합니다. 이 과정에서 점토는 탄산염 암석이 포집할 수 있는 것보다 더 많은 CO2를 방출합니다.
현대 해양에는 그다지 많지 않습니다.실리카는 작은 플랑크톤 유기체가 이를 흡수하기 때문에(조개껍질 성장에 필요함) 역풍화 현상이 발생하지 않습니다. 마찬가지로 페름기에는 미생물인 방사상충이 거의 모든 실리카를 흡수하여 역풍화 현상을 최소한으로 줄였습니다.
섬세한 균형
그러나 이 모든 것은 결국 바뀔 수 있습니다페름기 및 트라이아스기 초기. 이 시점에서 수많은 방산충 껍질로 구성된 실리카가 풍부한 암석이 사라졌습니다. 동시에 과학자들은 해양 암석의 특정 분자 변이체의 균형이 "이상"하다는 사실을 발견했습니다.
스미소니언 자연사 박물관에 있는 방산충 모델.
Victoria Pickering의 이미지 제공 - CC BY-NC-ND 2.0 flickr.
연구의 일환으로 생물학자들은 관계를 연구했습니다.리튬 동위원소. 동위원소는 핵의 중성자 수가 다르기 때문에 원자량이 표준과 약간 다른 원소의 버전입니다. 무게가 다르기 때문에 일부 리튬 동위원소는 역풍화 과정에서 새로운 점토가 형성될 때 다른 비율로 흡수됩니다.
과학자들은 무엇을 알아 냈습니까?
리튬의 일부 동위원소가 밝혀졌습니다.대멸종 직전 바다에서 사실상 사라졌으며 트라이아스기 동안 약 500만년 동안 회복되지 않았습니다. 궁극적으로 방산충의 손실로 인해 바다는 실리카로 가득 차게 되었고, 이는 역풍화를 촉발시켰습니다. 이 과정의 결과로 방출되는 이산화탄소는 화학적 풍화 작용을 극복할 수 있으며, 이는 CO2를 포집하여 매우 더운 기후를 유지하는 역할도 합니다. 그러한 상황에서는 생명의 존재가 매우 어렵습니다.
결론은 무엇입니까?
요약하자면, 과학자들은 무엇이 지연되는지 알아냈습니다.지구의 회복. 모두 멸종 후 사라진 방산충 때문입니다. 그들의 부재는 해양 지구화학을 근본적으로 변화시켜 이산화탄소를 방출하는 일종의 점토를 형성하게 했습니다. 이러한 CO2 방출은 대기 온도와 바다의 산성도를 유지하여 생명의 회복을 지연시킵니다. 아주 작은 변화라도 취약한 시스템의 균형을 매우 빠르게 무너뜨릴 수 있습니다.
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커버에:네이처(Nature) 저널 기사에 게재된 Yurikova 외(2020)의 발견을 바탕으로 한 페름기-트라이아스기 대량 멸종의 시작에 대한 그림 대규모 화산 방출로 인한 해양 산성화 및 해양 표층 해양 생물의 멸종 시베리아 dekrfyjd의 CO2 Yurikova와 동료의 기사에 대해 David Adam Iurino(로마 사피엔자 대학교 PaleoFactory)가 그림 설명