Každý ví o zániku dinosaurů. Nejhorší vyhynutí bylo způsobeno rychlým nárůstem teploty.
K nejzávažnějšímu vymření Země došlo dlouho před dopadem asteroidů zabijáků, který zničil dinosaury. Stalo se to asi 252 mya, a to znamenalo konec toho, čemu se říká Permské období. Vyhynutí je známé jako Permian-Triassic Extinction Event, End-Permian Extinction, nebo jednoduše „Great Dying“. Během velkého umírání zhaslo až 70% suchozemských obratlovců a až 96% všech mořských druhů.
Jak se to stalo? Může se to stát znovu?
„Tato studie zdůrazňuje potenciál hromadného vyhynutí vyplývajícího z podobného mechanismu v důsledku antropogenní změny klimatu.“ - hlavní autor Justin Penn, škola oceánografie, University of Washington.
Vědci tvrdě pracovali, aby pochopili příčinu nejhoršího vymření v historii Země. Ale je těžké spojit dohromady důkazy z něčeho, co se stalo přes 250 mya. Stopy z událostí, které byly dávno dávno, jsou skryty ve skále a hodně ze skály, která byla stará, byla utlumena. Neexistuje žádná kuřácká zbraň jako obrovský kráter. Existují pouze kousky důkazů. Jeden konkrétní důkaz je obzvláště přesvědčivý: fosilní důkaz ukazující rozšíření mořských druhů, které zanikly, oproti těm, které tomu tak nebylo.
Nová studie publikovaná v Science nula na fosilní záznamy a ukazuje, že viníkem za Great Dying byla změna klimatu. A ačkoli změna klimatu v té době byla pravděpodobně způsobena sopkami, důsledky jsou jasné: změna klimatu, ať už způsobená sopkami nebo něčím jiným, může způsobit katastrofické vyhynutí stejně špatné, nebo horší než dopad asteroidů.
Příspěvek je nazván „Hypoxie závislá na teplotě vysvětluje biogeografii a závažnost vyhynutí mořské hmoty na konci Permského moře.“ Hlavním autorem je Justin Penn ze školy oceánografie na University of Washington. Ve studii Penn a jeho spoluautoři došli k závěru, že stoupající teploty oceánu a hypoxie, která s tím šla, způsobily Velké umírání a pravděpodobně i další vyhynutí.
"… Oteplování klimatu a ztráta kyslíku byla primární příčinou vyhynutí." - Justin Penn, škola oceánografie, University of Washington.
Spousta důkazů ukazuje, že mechanismem, který stojí za změnou klimatu 252, byly sopky. Primárním účinkem sopek bylo oteplovací klima způsobené skleníkovými plyny, které vstříkly do atmosféry. Sopky měly jiné účinky, ale klíčem je oteplování. To způsobilo, že se oceány výrazně zahřály.
Vědci kombinovali klimatické modelování a fosilní záznamy, aby dospěli k závěru. Modelovali klima založené na Zemi těsně před vyhynutím, kdy existoval jediný kontinent zvaný Pangea a kdy byla teplota oceánu a hladina kyslíku podobné dnešní. Do svého modelu také vstupují teplotní a kyslíkovou senzitivitu 61 moderních mořských druhů včetně korýšů, ryb, měkkýšů, korálů a žraloků. Podmínky před Velkým umíráním byly podobné podmínkám jako nyní, takže citlivost těchto 61 moderních druhů představuje druh v době nejhoršího vymírání Země.
Poté zvýšili teplotu o 10 stupňů, což odpovídá změně teploty 252 mya. Výsledek jim dal geografický obrázek Velkého umírání.
"Jen velmi málo mořských organismů zůstalo na stejných stanovištích, v nichž žili - buď uprchlo, nebo zahynulo," řekla druhá autorka Curtis Deutsch, docentka oceánografie UW. V simulaci byly druhy s velkou šířkou téměř úplně vymazány, zatímco některé druhy blíže k rovníku přežily.
"Je to poprvé, kdy jsme vytvořili mechanistickou předpověď o tom, co způsobilo vyhynutí, které lze přímo testovat pomocí fosilních záznamů, což nám umožňuje dělat předpovědi o příčinách vyhynutí v budoucnosti," řekl první autor Justin Penn , doktorand UW v oceánografii.
Některé starověké skály mořského dna jsou stále kolem nejhoršího vyhynutí Země 252 a drží důkaz o samotném vyhynutí. Tam byl prosperující a rozmanitý mořský ekosystém, pak svazek mrtvol. A Země trvalo miliony let, než se diverzifikovala a znovu prosperovala. S výsledky jejich simulace v ruce ji vědci porovnali s přežívajícím fosilním záznamem.
Fosilní záznamy ukazují, kde druhy byly před vyhynutím a které byly zcela zničeny nebo omezeny na zlomek jejich dřívějšího stanoviště. A fosilní záznam potvrzuje to, co vědci našli: druh nejvíce vzdálený od rovníku trpěl nejvíce.
Studená voda obsahuje více kyslíku než teplejší voda, to je základní věda. Druhy, které jsou přizpůsobeny chladnějším podnebím, daleko od rovníku, vyžadují více kyslíku k přežití než druhy přizpůsobené pro teplejší vody poblíž rovníku. Záznamy o fosilních mořích ukazují, že mořské druhy dále od rovníku trpěly horší než ty, které se blíží rovníku.
Když se oteplilo klima a hladina kyslíku v oceánu klesla, první, kdo vymřel, byl druh, který vyžadoval více kyslíku. Druhy, které se blížily rovníku, musely někam jít: mohly rovník opustit a najít vodu s hladinou kyslíku, na kterou byly zvyklé. Nebo alespoň někteří z nich mohli. Ale pro ty další sever a jih od rovníku nebylo kam jít.
"Protože metabolismy tropických organismů byly již přizpůsobeny poměrně teplým podmínkám s nižším obsahem kyslíku, mohly by se vzdálit od tropů a najít stejné podmínky někde jinde." - Curtis Deutsch, spoluautor, docent UW pro oceánografii.
"Vzhledem k tomu, že metabolismy tropických organismů byly již přizpůsobeny poměrně teplým podmínkám s nižším obsahem kyslíku, mohly se od tropů vzdálit a najít stejné podmínky někde jinde," uvedl Deutsch. "Ale pokud byl organismus uzpůsoben pro chladné prostředí bohaté na kyslík, pak tyto podmínky v mělkých oceánech přestaly existovat."
Oteplovací oceány byly pro mořské druhy dvojnásobnou whammy. Když se oceány zahřívaly, nejenže poklesla hladina kyslíku, ale také se zrychlil metabolismus mořských druhů a potřebovali více kyslíku. Klíčovým pojmem je zde poměr nabídky a poptávky O2 v závislosti na teplotě. Tento poměr, nazývaný metabolický index, měří rozsah životního prostředí pro aerobní aktivitu a řídí se podmínkami oceánu, jakož i vlastnostmi citlivosti na teplo a hypoxii, které se u jednotlivých druhů liší. Pokud Metabolický index pro určitý druh klesne pod minimální požadavek, jednoduše nemohou dýchat a odumřou.
"Podpis tohoto mechanismu zabíjení, oteplování klimatu a ztráty kyslíku, je tento geografický vzorec, který je předpovídán modelem a poté objeven ve fosiliích," řekl Penn. "Souhlas mezi nimi naznačuje, že tento mechanismus oteplování klimatu a ztráta kyslíku byla primární příčinou vyhynutí."
Oteplování a nedostatek kyslíku, který způsobil, nebyl jediným faktorem vyhynutí, ale vysvětluje více než polovinu ztrát mořské rozmanitosti. Podle autorů se další změny, jako je acidifikace nebo posun v produktivitě fotosyntetických organismů, pravděpodobně projevily jako další příčiny.
Co to znamená pro budoucnost? Pokud bylo oteplování hlavní příčinou Velkého umírání, nejhoršího vymření v historii Země, pak může oteplování opět vyhnat. Ve skutečnosti už je.
Hladiny skleníkových plynů v Permu stouply a dnes stoupají. Samozřejmě ne ze sopek, ale od lidí.
"Podle běžných emisních scénářů se oteplování v horním oceánu do roku 2100 přiblíží 20 procentům oteplování na konci Permian a do roku 2300 dosáhne 35 až 50 procent," řekl Penn. „Tato studie zdůrazňuje potenciál hromadného vyhynutí vyplývajícího z podobného mechanismu v důsledku antropogenní změny klimatu.“
Právě teď prožíváme vyhynulou událost, která se nazývá holocénní vyhynutí. Považuje se to za šesté vyhynutí, protože za posledních 600 milionů let bylo dalších pět. Zánik holocenu zahrnuje rostliny a zvířata, včetně savců, ptáků, obojživelníků, plazů a členovců. Není to všechno vedeno oteplováním klimatu, ale některé z nich jsou. Samostatnou příčinou je ztráta biologického stanoviště z lidské činnosti. Ale je to zánik. Vědci se domnívají, že současná míra vyhynutí rostlinných a živočišných druhů je 100 až 1 000krát vyšší než přirozená míra zániku.
Ještě zbývá vidět, kolik teple se naše klima dostane a kolik druhů bude vyhnáno. Doufejme, že je možné provést potřebné změny, abychom se vyhnuli tomu nejhoršímu, co přijde. A doufejme, že není příliš mnoho sopečných erupcí.
- Tisková zpráva: Největší vyhynutí v historii Země způsobené globálním oteplováním, které zanechává mořským živočichům dech
- Výzkumný článek: Hypoxie závislá na teplotě vysvětluje biogeografii a závažnost vyhynutí mořské hmoty na konci Permského moře
- Wikipedia Entry: Holocene extinction
- Výzkumná kniha: Nepochopení šestého hromadného vyhynutí
- Výzkumná práce: Odhad normální míry zániku druhů
