Η υπερθέρμανση του πλανήτη που άφησε τα ζώα να μην μπορούν να αναπνεύσουν προκάλεσαν τη μαζική εξαφάνιση των Περμανίων στους ωκεανούς, σύμφωνα με νέα μελέτη.

Καθώς η θερμοκρασία αυξήθηκε και ο μεταβολισμός των θαλάσσιων ζώων επιταχύνθηκε, τα θερμότερα νερά δεν μπορούσαν να κρατήσουν αρκετό οξυγόνο για να επιβιώσουν, αναφέρουν οι ερευνητές.

Η μεγαλύτερη εξαφάνιση στην ιστορία της Γης σηματοδότησε το τέλος της περιόδου της Πέρμιας, περίπου 252 εκατομμύρια χρόνια πριν. Πολύ πριν από τους δεινόσαυρους, μια σειρά από μαζικές ηφαιστειακές εκρήξεις στη Σιβηρία εξαφάνισαν κυρίως τα φυτά και τα ζώα που κατοικούσαν στον πλανήτη μας.

Η εικόνα απεικόνισης δείχνει το ποσοστό των θαλάσσιων ζώων που εξαφανίστηκαν στο τέλος της εποχής της Πέρμια κατά γεωγραφικό πλάτος, από το μοντέλο (μαύρη γραμμή) και από τα απολιθώματα (μπλε κουκκίδες). Ένα μεγαλύτερο ποσοστό θαλάσσιων ζώων επέζησε στις τροπικές περιοχές παρά στους πόλους. Το χρώμα του νερού δείχνει τη μεταβολή της θερμοκρασίας, με το κόκκινο να είναι η πιο έντονη θέρμανση και το κίτρινο λιγότερο.

Στην κορυφή βρίσκεται η υπερήπειρος Pangea, με τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις που εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα. Οι εικόνες κάτω από τη γραμμή αντιπροσωπεύουν μέρος του 96 τοις εκατό των θαλάσσιων ειδών που πέθαναν κατά τη διάρκεια του γεγονότος. [Περιλαμβάνει απολιθωμένα σχέδια του Ernst Haeckel/Wikimedia. Μπλε καβούρι φωτογραφία από Wendy Kaveney/Flickr. Φωτογραφία γάδου Ατλαντικού από τον Hans-Petter Fjeld/Wikimedia. Φωτογραφία ναυτίλου με θάλαμο από τον John White/CalPhotos.] (Πίστωση: Justin Penn και Curtis Deutsch/U. Washington) Τα απολιθώματα στους αρχαίους βράχους του θαλάσσιου βυθού εμφανίζουν ένα ακμάζον και ποικίλο θαλάσσιο οικοσύστημα, στη συνέχεια ένα πλήθος πτωμάτων. Περίπου το 96 τοις εκατό των θαλάσσιων ειδών εξαφανίστηκαν κατά τη διάρκεια του «Μεγάλου Πεθαίνου», ακολουθούμενο από εκατομμύρια χρόνια, όταν η ζωή έπρεπε να πολλαπλασιαστεί και να διαφοροποιηθεί για άλλη μια φορά.

Αυτό που έχει συζητηθεί μέχρι τώρα είναι ακριβώς αυτό που έκανε τους ωκεανούς αφιλόξενους για τη ζωή - την υψηλή οξύτητα του νερού, δηλητηρίαση μετάλλων και σουλφιδίων, πλήρη έλλειψη οξυγόνου ή απλώς υψηλότερες θερμοκρασίες.

«Φύγε ή χάσου»

"Αυτή είναι η πρώτη φορά που κάνουμε μια μηχανιστική πρόβλεψη για το τι προκάλεσε την εξαφάνιση που μπορεί να δοκιμαστεί άμεσα με τα απολιθώματα, γεγονός που μας επιτρέπει στη συνέχεια να κάνουμε προβλέψεις για τα αίτια της εξαφάνισης στο μέλλον", λέει ο συντάκτης Justin Penn, διδακτορικός φοιτητής ωκεανογραφίας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.

Οι ερευνητές έκαναν ένα κλιματικό μοντέλο με τη διαμόρφωση της Γης κατά τη διάρκεια της Πέρμιας, όταν οι μάζες της γης συνδυάστηκαν στην υπερήπειρο της Παγγαίας. Πριν από τις συνεχιζόμενες ηφαιστειακές εκρήξεις στη Σιβηρία δημιουργηθεί ένας πλανήτης με αέρια θερμοκηπίου, οι ωκεανοί είχαν θερμοκρασίες και επίπεδα οξυγόνου παρόμοια με τα σημερινά. Οι ερευνητές ανέβασαν στη συνέχεια τα αέρια του θερμοκηπίου στο μοντέλο στο επίπεδο που απαιτείται για να κάνουν τις θερμοκρασίες των τροπικών ωκεανών στην επιφάνεια περίπου 10 βαθμούς Κελσίου (20 βαθμούς Φαρενάιτ) υψηλότερες, ταιριάζοντας με τις συνθήκες εκείνη την εποχή.

Το μοντέλο αναπαράγει τις δραματικές αλλαγές που προκύπτουν στους ωκεανούς. Οι ωκεανοί έχασαν περίπου το 80 % του οξυγόνου τους. Περίπου το ήμισυ του θαλάσσιου βυθού των ωκεανών, κυρίως σε βαθύτερα βάθη, έγινε εντελώς χωρίς οξυγόνο.

Για να αναλύσουν τις επιπτώσεις στα θαλάσσια είδη, οι ερευνητές εξέτασαν τις ποικίλες ευαισθησίες οξυγόνου και θερμοκρασίας 61 σύγχρονων θαλάσσιων ειδών - συμπεριλαμβανομένων καρκινοειδών, ψαριών, οστρακοειδών, κοραλλιών και καρχαριών - χρησιμοποιώντας δημοσιευμένες εργαστηριακές μετρήσεις. Η ανοχή των σύγχρονων ζώων σε υψηλή θερμοκρασία και χαμηλό οξυγόνο αναμένεται να είναι παρόμοια με τα ζώα της Πέρμης επειδή εξελίχθηκαν κάτω από παρόμοιες περιβαλλοντικές συνθήκες. Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνδύασαν τα χαρακτηριστικά του είδους με τις παλαιοκλιματικές προσομοιώσεις για να προβλέψουν τη γεωγραφία της εξαφάνισης.

«Πολύ λίγοι θαλάσσιοι οργανισμοί έμειναν στους ίδιους βιότοπους που ζούσαν - ή φυγόταν ή χάθηκε», λέει ο συγγραφέας Curtis Deutsch, αναπληρωτής καθηγητής ωκεανογραφίας.

Το μοντέλο δείχνει ότι το μεγαλύτερο πλήγμα ήταν οι πιο ευαίσθητοι οργανισμοί στο οξυγόνο που βρέθηκαν μακριά από τις τροπικές περιοχές. Πολλά είδη που ζούσαν στις τροπικές περιοχές εξαφανίστηκαν επίσης στο μοντέλο, αλλά προβλέπει ότι τα είδη μεγάλου γεωγραφικού πλάτους, ειδικά εκείνα με υψηλές απαιτήσεις οξυγόνου, σχεδόν εξαλείφθηκαν.

Διπλά θανατηφόρο

Για να δοκιμάσουν αυτήν την πρόβλεψη, οι συνάδελφοί τους Jonathan Payne και Erik Sperling στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ ανέλυσαν διανομές απολιθωμάτων όψιμων Περμιών από τη βάση δεδομένων της Παλαιο-ωκεανογραφίας, ένα εικονικό αρχείο δημοσιευμένων συλλογών απολιθωμάτων. Τα απολιθώματα δείχνουν πού βρίσκονταν τα είδη πριν από την εξαφάνιση και τα οποία εξαλείφθηκαν εντελώς ή περιορίστηκαν σε ένα κλάσμα του προηγούμενου οικοτόπου τους.

Το απολιθωμένο αρχείο επιβεβαιώνει ότι τα είδη μακριά από τον ισημερινό υπέστησαν περισσότερο κατά τη διάρκεια του γεγονότος.

"Η υπογραφή αυτού του μηχανισμού θανάτωσης, η θέρμανση του κλίματος και η απώλεια οξυγόνου, είναι αυτό το γεωγραφικό μοτίβο που προβλέπεται από το μοντέλο και στη συνέχεια ανακαλύπτεται στα απολιθώματα", λέει ο Penn. «Η συμφωνία μεταξύ των δύο δείχνει ότι αυτός ο μηχανισμός θέρμανσης του κλίματος και η απώλεια οξυγόνου ήταν η κύρια αιτία της εξαφάνισης».

Η μελέτη βασίστηκε σε προηγούμενες εργασίες της Deutsch που έδειξαν ότι, καθώς ζεσταίνονται οι ωκεανοί, ο μεταβολισμός των θαλάσσιων ζώων επιταχύνεται, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτούν περισσότερο οξυγόνο, ενώ το θερμότερο νερό κρατά λιγότερο. Αυτή η προηγούμενη μελέτη δείχνει πώς οι θερμότεροι ωκεανοί ωθούν τα ζώα μακριά από τους τροπικούς.

Η νέα μελέτη συνδυάζει τις μεταβαλλόμενες συνθήκες του ωκεανού με μεταβολικές ανάγκες διαφόρων ζώων σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι πιο σοβαρές επιπτώσεις της στέρησης οξυγόνου αφορούν είδη που ζουν κοντά στους πόλους.

"Δεδομένου ότι οι μεταβολισμοί των τροπικών οργανισμών είχαν ήδη προσαρμοστεί σε αρκετά ζεστές συνθήκες χαμηλού οξυγόνου, θα μπορούσαν να απομακρυνθούν από τις τροπικές περιοχές και να βρουν τις ίδιες συνθήκες κάπου αλλού", λέει ο Deutsch. «Αλλά αν ένας οργανισμός προσαρμόστηκε για ένα κρύο, πλούσιο σε οξυγόνο περιβάλλον, τότε αυτές οι συνθήκες έπαψαν να υπάρχουν στους ρηχούς ωκεανούς».

Οι λεγόμενες «νεκρές ζώνες» που στερούνται εντελώς οξυγόνου ήταν κυρίως κάτω από τα βάθη όπου ζούσαν τα είδη και έπαιξαν μικρότερο ρόλο στα ποσοστά επιβίωσης.

"Στο τέλος της ημέρας, αποδείχθηκε ότι το μέγεθος των νεκρών ζωνών δεν φαίνεται να είναι το κλειδί για την εξαφάνιση", λέει η Deutsch. «Συχνά σκεφτόμαστε την ανοξία, την πλήρη έλλειψη οξυγόνου, ως την κατάσταση που χρειάζεστε για να αποκτήσετε ευρεία ακατοίκητη ζωή. Αλλά όταν κοιτάξετε την ανοχή για χαμηλό οξυγόνο, οι περισσότεροι οργανισμοί μπορούν να αποκλειστούν από το θαλασσινό νερό σε επίπεδα οξυγόνου που δεν είναι πουθενά κοντά στο ανοξικό ».

Παρόμοια με σήμερα

Η θέρμανση που οδηγεί σε ανεπαρκές οξυγόνο εξηγεί περισσότερες από τις μισές απώλειες θαλάσσιας ποικιλομορφίας. Οι συγγραφείς λένε ότι άλλες αλλαγές, όπως η οξίνιση ή οι μεταβολές στην παραγωγικότητα των φωτοσυνθετικών οργανισμών, πιθανότατα λειτούργησαν ως πρόσθετες αιτίες.

Η κατάσταση στην ύστερη Πέρμια - αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα που δημιουργούν θερμότερες θερμοκρασίες στη Γη - είναι παρόμοια με τη σημερινή.

"Σύμφωνα με τα συνηθισμένα σενάρια εκπομπών ρύπων, μέχρι το 2100 η θέρμανση στον άνω ωκεανό θα έχει προσεγγίσει το 20 % της θέρμανσης στα τέλη του Πέρμια και μέχρι το έτος 2300 θα φτάσει μεταξύ 35 και 50 %", λέει ο Penn.

«Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τη δυνατότητα μαζικής εξαφάνισης που προκύπτει από παρόμοιο μηχανισμό υπό ανθρωπογενείς κλιματικές αλλαγές».

Η μελέτη εμφανίζεται στο Επιστήμη. Το Foundationδρυμα Gordon και Betty Moore και το Εθνικό Scienceδρυμα Επιστημών χρηματοδότησαν τη μελέτη.

πηγή: University of Washington

{youtube}y6ig6zKiNTc{/youtube}

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon