Această dispariție în masă aproape a pus capăt vieții pe Pământ așa cum o cunoaștem noi.

dispariția

Biologie, Ecologie, Știința Pământului, Geologie, Geografie, Geografie fizică

Aceasta listează logo-urile programelor sau partenerilor NG Education care au furnizat sau au contribuit la conținutul de pe această pagină. Nivelat de

De Hillel J. Hoffman

Joi, 6 iunie 2019

Selectați nivelul textului:

"Bine ați venit în Triunghiul Negru", a spus paleobiologul Cindy Looy în timp ce duba noastră încetinește până la o oprire pe dealurile blânde din nordul Republicii Cehe, la câțiva kilometri de granițele germane și poloneze. Triunghiul negru își ia numele din cărbunele ars de Zeci de ani de ploi acide generate de emisiile centralelor electrice au devastat ecosistemele regiunii. Cu toate acestea, dealurile fără copaci păreau sănătoase și verzi.

Am încercat să-mi ascund surpriza. De luni de zile fusesem pe urmele celui mai mare dezastru natural din istoria Pământului. Cu aproximativ 250 de milioane de ani în urmă, la sfârșitul perioadei Permian, ceva a ucis aproximativ 90% din speciile planetei. Mai puțin de cinci la sută din speciile de animale din mări au supraviețuit. Pe uscat a făcut-o mai puțin de o treime din speciile mari de animale. Aproape toți copacii au murit. Looy îmi spusese că Triunghiul Negru era cel mai bun loc de azi pentru a vedea cum ar fi arătat lumea după dispariția permiană. Aceasta nu arăta ca o apocalipsă.

Am văzut primele semne ale morții în timp ce mergeam pe dealuri - sute de cherestea căzute zăceau ascunse în tufișuri. A apărut odată o pădure aici. La o jumătate de milă (0,8 kilometri) în sus am găsit trunchiurile unui stand de molid, ucis de ploaia acidă. Fără păsări, nici insecte nu fredonau. Singurul sunet era vântul prin buruienile tolerante la acid.

„Pădurea care a crescut aici acum câteva decenii conținea zeci de specii de plante”, a spus Looy. „Acum există doar câteva specii ierboase”.

Looy a luat o zonă de molid. Polenul copacilor din jurul nostru ar putea fi păstrat în interior. Ea crede că dispariția permiană a fost cauzată de ploile acide în urma unei eliberări masive de gaze vulcanice. Ea vrea să compare polenul copacilor dintr-o pădure modernă ucisă de ploile acide cu polenul fosil găsit în rocile permiene.

Ca un detectiv de omucidere la locul crimei, Looy a sigilat conul într-o pungă de plastic pentru lucrări ulterioare de laborator. „Ai putea spune că lucrăm la cel mai mare mister al crimelor din toate timpurile”, a spus ea.


Looy este unul dintre mulți oameni de știință care încearcă să identifice criminalul responsabil pentru cea mai mare dintre numeroasele extincții în masă care au lovit planeta. Cea mai faimoasă moarte a pus capăt domniei dinozaurilor acum 65 de milioane de ani, între perioadele Cretacic și Terțiar. Majoritatea cercetătorilor consideră că acest caz este închis. Stâncile din acea epocă conțin urme ale unui asteroid care a lovit Pământul, generând evenimente catastrofale de la incendii globale la schimbările climatice. Dar detectivii permieni se confruntă cu o serie de suspecți și nu sunt suficiente dovezi pentru a-i condamna pe vreunul.

Pentru a înțelege această dispariție, am vrut să înțeleg mai întâi amploarea ei. Este dificil - sedimentele care conțin fosile de la sfârșitul Permianului sunt rare și adesea inaccesibile. Un site care păstrează victimele dispariției se află la aproximativ o jumătate de zi cu mașina spre interior de Cape Town, Africa de Sud, într-o tufă cunoscută sub numele de Karoo.

„Karoo este genul de loc în care oamenii adorm la volan”, a spus Roger Smith, paleontolog la Muzeul Africii de Sud, în timp ce conduceam pe pământul fără copaci. "Dar poate fi cel mai bun loc pentru a vedea tranziția tărâmului terestru de la Permian la perioada Triasic."

Am urcat prin țara de creștere a oilor spre Pasul Lootsberg. Stâncile care ne-au înconjurat datează din Permianul târziu. Pentru fiecare curte de altitudine pe care am câștigat-o, am călătorit zeci de mii de ani înainte în timp, îndreptându-ne spre concluzia Permianului.

Dacă am fi condus aici înainte de dispariție, am fi văzut animale la fel de abundente și diverse ca cele din Serengeti de astăzi, cu excepția celor mai multe ar fi aparținut unui grup cunoscut sub numele de sinapside. Adesea numite reptile de tip mamifer - arătau ca o încrucișare între un câine și o șopârlă - sinapsidele au fost prima mare dinastie a vertebratelor terestre de pe Pământ.

"Am găsit fosile de multe tipuri de sinapside în aceste roci, în special dicinodonti cu cioc de broască țestoasă, care probabil trăiau în turme și răsfoiau pe vegetația de-a lungul malurilor râului", a spus Smith. "Au existat, de asemenea, o mulțime de pășunători și rădăcini de rădăcini mai mici, cum ar fi Diictodon, un dicinodont în formă de teckel care probabil a dezgropat rădăcini și lăstari. Au fost pradați de gorgonopsi - carnivori de sinapsidă cu picioare de flotă, cu dinți ascuțiți în ac"

Stâncile permiene târzii pe care le-am trecut în timp ce ne apropiam de Pasul Lootsberg surprind sinapsidele la înălțimea domniei lor. Timp de peste 60 de milioane de ani au fost vertebratele terestre dominante ale Pământului, ocupând aceleași nișe ecologice ca și succesorii lor, dinozaurii.

Smith încetini la o schimbare, se rostogoli pe fereastră și arătă spre o stâncă orizontală. - Vezi tăierea aceea a drumului? el a intrebat. "Aceasta este zona ta de tranziție permo-triasică. Prepara-te, ești pe cale să treci prin dispariție". Fosilele încorporate în această tăiere rutieră sugerează că sinapsidele au fost lovite sălbatic la sfârșitul Permianului.

O sinapsidă cunoscută sub numele de Lystrosaurus apare în aceste sedimente. Smith avea un craniu al animalului în camioneta sa. Chipul său plat îi dădea aspectul unui bulldog cu colți. În primele câteva curți ale zonei de tranziție, doar una sau două fosile de Lystrosaurus au fost găsite împrăștiate printre toate diversele animale permiene târzii. Mai sus, diversitatea scade brusc. Zeci de specii de sinapside permiene dispar, lăsând Lystrosaurus și alte câteva în rocile triasice timpurii. Animalele erau încă abundente, dar comunitatea pe care o formau era cam la fel de bogată în specii ca un câmp de porumb.

Plantele au fost, de asemenea, afectate de dispariție. Dovezi privind amploarea pagubelor pădurilor lumii provin din Alpii italieni. M-am alăturat unei echipe de cercetare condusă de Henk Visscher de la Universitatea din Utrecht la defileul Butterloch, unde paturile fosile expuse acoperă tranziția de la Permian la Triasic. Paturile se întind pe o stâncă, accesibilă doar urcând grămezi de resturi. L-am urmărit cu nerăbdare pe alpinistul veteran Mark Sephton pe o pantă de stânci libere până la o margine. Sephton și-a folosit ciocanul pentru a scoate bucăți de piatră din straturile care cronică dispariția. Fiecare fragment conține fosile microscopice - bucăți de plante și ciuperci. Straturile inferioare, datând dinainte de dispariție, conțin mult polen, tipic unei păduri de conifere sănătoase. Dar în roci de la granița Permo-Triasic, polenul este înlocuit de șuvițe de ciuperci fosilizate - până la un milion de segmente în unele roci de dimensiunea unei mingi de golf.

Toate acele ciuperci din rocile de la graniță pot reprezenta o populație explozivă de gunoieri care se sărbătoresc cu o masă epică de copaci morți. „Credem că este o ciupercă care descompune lemnul”, spune Looy, care lucrează cu Visscher. "Când un copac moare, acesta cade. Pe măsură ce se descompune, ciupercile cresc în el din sporii de pe sol, descompunându-l".

Visscher și colegii săi au găsit niveluri ridicate de rămășițe fungice în rocile permo-triasice din întreaga lume. Ei o numesc o „vârf de ciuperci”. Aceleași roci produc puține boabe de polen de copaci. Concluzia lui Visscher: Aproape toți copacii lumii au murit în masă.

În drum de la Butterloch, un membru al echipei mi-a înmânat o banană moale, maro - un rest de la prânz. „Așa vă puteți imagina dispariția permiană”, a spus el. „Biomasa putrezită”.

„Nu este ușor să ucizi atât de multe specii”, spune Doug Erwin, paleontolog al instituției Smithsonian. „Trebuia să fie ceva catastrofal”. Erwin și geologul Samuel Bowring de la Massachusetts Institute of Technology au datat cenușa vulcanică în sedimentele chinezești depuse în timpul dispariției. Bowring crede că dispariția a avut loc în doar 100.000 de ani - mai repede decât clicul unui obturator al camerei pe o scară geologică de timp. Suspecții trebuie să poată ucide cu o rapiditate uluitoare atât pe uscat, cât și pe mare. În timp ce vorbeam cu unii dintre cercetătorii de pe urmele criminalului, am aflat câți suspecți există - și cât de dificil este să dezvolți un caz strâns.

Un impact enorm al asteroidului este principalul suspect al lui Gregory Retallack, geolog la Universitatea din Oregon. Coliziunea ar fi trimis miliarde de particule în atmosferă, explică el. S-ar fi răspândit în jurul planetei, apoi ar fi plouat pe uscat și pe mare.

Retallack a descoperit mici cristale de cuarț marcate cu fracturi microscopice în roci din momentul dispariției în Australia și Antarctica. „Aveți nevoie de o forță uluitoare, de multe ori mai mare decât o explozie nucleară, pentru a crea acest cuarț șocat”, a spus Retallack. „Doar un impact ar putea să-l deformeze în acest fel”. O echipă de cercetători a descoperit recent care ar putea fi amprenta impactului îngropat sub Australia - un crater lat de 120 de kilometri lăsat de un asteroid de peste 4,6 kilometri (trei mile) peste.

L-am întrebat pe Retallack cum ar fi un impact dacă am fi stat la câteva sute de mile de la zero. „Ai simți un fior,” a răspuns el. „Norii de gaze nocive ar pătrunde și bloca soarele luni de zile. Temperaturile ar scădea, iar zăpada și ploaia acidă corozivă ar cădea. După curățarea norilor, atmosfera ar fi groasă de dioxid de carbon din incendii și materii în descompunere. CO2 este un gaz cu efect de seră; ar fi contribuit la încălzirea globală care a durat milioane de ani. "

Numai efectele pe termen scurt - frig, întuneric și ploi acide - ar ucide plantele și planctonul fotosintetic, baza majorității lanțurilor alimentare. Ierbivorii ar muri de foame, la fel ca și carnivorele care se hrăneau cu mâncătorii de plante.

Alți detectivi permieni suspectează că ucigașul a ieșit din mare. De ani de zile oamenii de știință au știut că oceanul adânc nu avea oxigen în Permianul târziu. Dar cea mai mare parte a vieții este concentrată în apă puțin adâncă, în locuri precum recifele. În 1996, geologii englezi Paul Wignall și Richard Twitchett de la Universitatea din Leeds au raportat primele dovezi ale epuizării oxigenului, sau anoxiei, în roci care s-au format sub apă puțin adâncă în momentul dispariției.

Poluarea transformă uneori apele anoxice astăzi în regiunile care nu au o circulație bună. Pot rezulta decesele locale ale vieții marine. Dar Wignall suspectează că întregul ocean ar fi stagnat în timpurile permiene. Ce ar putea încă curenții care oxigenează oceanul? Poate că lipsa calotelor de gheață în timpul Permianului târziu a dus la stagnare. În mod normal, diferențele de temperatură dintre apele polare și ecuatoriale creează curenți convectivi. Fără acești curenți, apa anoxică s-ar fi putut acumula, revărsându-se în ape puțin adânci pe măsură ce nivelul mării crește și sufocând viața marină.

De asemenea, oceanele permiene ar fi putut fi otrăvite cu CO2, potrivit Andrew Knoll, paleobiolog la Harvard. Bacteriile oceanice consumă materie organică, producând bicarbonat ca subprodus digestiv. Fără curenți, încărcătura de bicarbonat ar fi putut crește în oceanul adânc. Knoll crede că ceva mare - nu este sigur ce - a tulburat mările. Apa încărcată cu bicarbonat a crescut de jos, sugerează el. Așa cum a făcut-o, s-a depresurizat. Bicarbonatul dizolvat a fost eliberat sub formă de CO2, făcând mările să baloneze uneori ca un pahar de sodă.

Criza pentru animalele marine ar fi început atunci când nivelurile toxice de CO2 au intrat în adâncuri. Peștii ar fi devenit letargici și ar fi adormit încet. „Poate că Permianul s-a încheiat cu un scâncet și nu cu o bubuitură”, a spus Knoll.

Un alt suspect - o epocă mortală de erupții vulcanice - a lăsat o amprentă digitală de 2,6 milioane de kilometri pătrați (Sibiu). Sub orașul Norilsk se află o grămadă de lavă cu o grosime de două mile și jumătate (grosime de patru kilometri), acoperită de conifere. Geologii numesc acest vast câmp de lavă Capcane siberiene. Nu a fost produs de un vulcan. „Fluxuri groase și palpitante de magmă strălucitoare au țâșnit din numeroși vulcani largi și plate”, a spus geologul Paul Renne de la Centrul de Geochronologie Berkeley. „Sute de mile cubice s-au răspândit în Siberia - suficient pentru a acoperi Pământul la o adâncime de aproximativ șase metri (20 de picioare)”.

De zeci de ani oamenii de știință au știut că capcanele siberiene s-au format în timpul dispariției permiene. Ar putea fi cea mai mare dispariție legată de cele mai mari erupții vulcanice? Renne, un expert în determinarea vârstelor rocilor, a încercat să stabilească momentul evenimentelor. Laboratorul său este plin de mașini - încurcături de cabluri de înaltă tensiune, conducte de vid și oțel inoxidabil - care datează rocile prin măsurarea degradării izotopilor radioactivi din interiorul lor. Renne și-a asigurat bucăți de lavă din capcanele siberiene și roci limită permo-triasice din China. El a stabilit că cele două evenimente au avut loc în decurs de 100.000 de ani unul de celălalt. Renne se îndoiește că este o coincidență.

Dar vulcanii Capcanelor Siberiene nu au provocat dispariția prin inundarea lumii cu lavă. Pe măsură ce gazele vulcanice s-ar fi revărsat în cer, acestea ar fi generat ploi acide, iar moleculele de sulfat ar fi blocat lumina soarelui și ar fi răcit planeta. Glaciația ar fi redus volumul de apă din ocean, stocându-l ca gheață. Nivelul mării ar fi scăzut, ucigând viața marină în adâncuri și reducând sever diversitatea. Scăderea nivelului mării poate elibera, de asemenea, metanul oceanului, care, combinat cu CO2 din erupții și degradarea materiei organice, ar produce probabil condiții de seră. „În 1783 un vulcan numit Laki a erupt în Islanda”, a spus Renne. "În decurs de un an, temperatura globală a scăzut cu aproape două grade. Imaginați-vă că un Laki erupe în fiecare an de sute de mii de ani".

Fiecare om de știință pe care l-am întâlnit m-a lăsat să mă gândesc că este un indiciu sau doi departe de soluționarea crimei. Dar după cum m-a avertizat Doug Erwin din Smithsonian, „adevărul este uneori neîngrijit”. Dispariția permiană îi amintește de Crima lui Agatha Christie pe Orient Express, în care un cadavru cu 12 răni de cuțit este descoperit într-un tren. Doisprezece criminali au conspirat pentru a ucide victima. Erwin suspectează că ar fi putut exista mai mulți ucigași la sfârșitul Permianului. Poate că totul - erupții, impact, anoxie - a greșit imediat.

S-ar putea întâmpla din nou? - Sigur, răspunse Erwin. "Întrebarea este când. Mâine? Peste o sută de milioane de ani?"

Am părăsit biroul lui Erwin la Smithsonian și am rătăcit în sala dinozaurilor. În spatele dinozaurilor se afla un caz cu cranii de sinapside permiene. Nu primesc mulți vizitatori. Lystrosaurus, sinapsidul care a moștenit lumea sterpă a Triasicului, privea cu ochii goi. Odată cu competiția sa, Lystrosaurus s-a răspândit în întreaga lume, din Rusia până în Antarctica.

Moartea creează oportunități. Supraviețuitorii ocupă nișe vacante. Într-un milion de ani, diversitatea sinapsidelor s-a recuperat. O linie a produs strămoșii noștri, primele mamifere. Acum creăm o nouă dispariție în masă, eliminând nenumărate specii. Viața va fi la fel de rezistentă de data aceasta? Mi-am amintit de plantele tolerante la acid din Triunghiul Negru, unde am făcut atât de multe pentru a distruge un ecosistem. Dacă viața poate supraviețui dispariției permiene, poate supraviețui oricărui lucru.

Zăcământ de calcar marin permian care conține tulpini blastoid fosilizate, un tip dispărut de echinoderm.

Fotografie de Michael Clutson/Science Source