Pod koniec okresu permu – 252 miliony lat temu – Ziemia została zniszczona przez masowe wymieranie, które zniszczyło
Nieprzyjazna Ziemia
W ramach badania naukowcy próbowali zrozumieć, w jaki sposóbKlimat Ziemi zmienił się pod koniec okresu permu – z 298,9 mln do 251,9 mln lat temu i na początku triasu – z 251,9 mln do 201,3 mln lat temu. Wtedy wszystkie kontynenty utworzyły jedną wielką masę lądową – Pangeę i wybuchało ogromne pasmo syberyjskich wulkanów. W rezultacie do atmosfery przedostały się ocieplające gazy cieplarniane. Według teorii naukowców przyczyniło się to do globalnego wymierania.
Co to jest wietrzenie chemiczne?
Biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki, naukowcybadał proces wietrzenia chemicznego. Następnie skały na lądzie rozpadają się i uwalniają wapń, który jest zmywany do oceanów. Tam łączy się z dwutlenkiem węgla (CO₂), tworząc skały węglanowe. Im cieplejszy klimat, tym szybsze wietrzenie następuje.
Ta ilustracja pokazuje procent morskizwierzęta, które wymarły pod koniec ery permu, według szerokości geograficznej, z modelu (czarna linia) i zapisu kopalnego (niebieskie kropki). Kolor wody pokazuje zmianę temperatury: czerwony oznacza największe ocieplenie i najmniej żółty. U góry znajduje się superkontynent Pangea, ukazujący potężne erupcje wulkanów uwalniające dwutlenek węgla. Obrazy poniżej linii przedstawiają niektóre z 96% gatunków morskich, które wyginęły podczas zdarzenia. Zdjęcie dzięki uprzejmości Justina Penn i Curtis Deutsch z Uniwersytetu Waszyngtońskiego
Chodzi o to, że zachodzą reakcje chemiczneszybciej w wyższych temperaturach, a płynąca woda powoduje większą erozję. Ostatecznie tworzy to pętlę sprzężenia zwrotnego, która utrzymuje globalną temperaturę pod kontrolą. Kiedy robi się cieplej, a wietrzenie następuje szybciej, więcej CO₂ przedostaje się do morza i zostaje uwięzione w skałach oceanicznych, pomagając ochłodzić klimat. Kiedy tak się dzieje, wietrzenie spowalnia, a w skałach oceanicznych gromadzi się mniej dwutlenku węgla, zapobiegając nadmiernemu wychłodzeniu.
Jak działa proces odwrotny?
Ale jest inny proces, który może to zrobićzachodzą w oceanie, co jest znane jako odwrotne wietrzenie. Dzieje się tak, gdy mineralna krzemionka tworzy nowe gliny na dnie oceanu. Podczas tego procesu gliny uwalniają więcej CO₂, niż są w stanie wychwycić skały węglanowe.
We współczesnych oceanach nie jest ich tak wielekrzemionkę, ponieważ wchłaniają ją maleńkie organizmy planktonowe (jest ona niezbędna do wzrostu muszli), dzięki czemu nie zachodzi odwrotne wietrzenie. Podobnie w okresie permu mikroorganizmy – radiolaria – wchłonęły prawie całą krzemionkę, ograniczając w ten sposób do minimum odwrotne wietrzenie.
delikatna równowaga
Wszystko to jednak może się w ostatecznym rozrachunku zmienićOkres permu i wczesnego triasu. W tym momencie zniknęły skały bogate w krzemionkę, składające się z niezliczonych muszli radiolarycznych. Jednocześnie naukowcy odkryli, że równowaga niektórych wariantów molekularnych w skałach oceanicznych była „zaburzona”.
Model radiolarii w Smithsonian Museum of Natural History.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Victoria Pickering - CC BY-NC-ND 2.0 flickr.
W ramach badania biolodzy badali te zależnościizotopy litu. Izotopy to odmiany pierwiastka o nieco innej masie atomowej niż zwykle, ponieważ mają różną liczbę neutronów w jądrach. Ze względu na różną masę niektóre izotopy litu są absorbowane w różnych proporcjach podczas tworzenia się nowych glin, co ma miejsce podczas odwrotnego wietrzenia.
Czego dowiedzieli się naukowcy?
Okazało się, że niektóre izotopy litupraktycznie zniknęły z oceanu tuż przed Wielkim Wymieraniem i nie odrodziły się przez około 5 milionów lat w okresie triasu. Ostatecznie utrata radiolarianów doprowadziła do przepełnienia oceanu krzemionką, co spowodowało odwrotne wietrzenie. Dwutlenek węgla uwolniony w wyniku tego procesu mógłby przezwyciężyć wietrzenie chemiczne, które było również odpowiedzialne za wychwytywanie CO₂ i, co za tym idzie, utrzymywanie bardzo gorącego klimatu. W takich warunkach istnienie życia jest bardzo trudne.
Jaki jest wynik finansowy?
Podsumowując, naukowcy odkryli, co opóźnia sięodnowienie Ziemi. Wszystko za sprawą radiolarianów, które zniknęły po wyginięciu. Ich brak radykalnie zmienił geochemię morza, umożliwiając utworzenie się rodzaju gliny uwalniającej dwutlenek węgla. To uwolnienie CO₂ spowodowałoby utrzymanie temperatury atmosfery i kwasowości oceanów, spowalniając w ten sposób odrodzenie się życia. Nawet bardzo mała zmiana może bardzo szybko wytrącić kruchy system z równowagi.
Czytaj więcej:
Stworzył kompaktowy reaktor jądrowy do bezpiecznej produkcji energii
Niezwykłe struktury znalezione na skraju Układu Słonecznego. Byli tam tylko Voyagerowie.
Czarna dziura „wypluła” rozdartą gwiazdę trzy lata po połknięciu
Na okładce:ilustracja początku masowego wymierania permu i triasu, na podstawie ustaleń Yurikovej i wsp. (2020), opublikowanych w artykule w czasopiśmie Nature.Zakwaszenie oceanów i wymieranie życia morskiego na powierzchni oceanu spowodowane dużym uwolnieniem substancji wulkanicznych CO2 z syberyjskiego dekrfyjd. Zilustrowane przez Davida Adama Iurino (PaleoFactory, Uniwersytet Sapienza w Rzymie) na potrzeby artykułu Yurikovej i współpracowników