Prabudę Kamčiatkos ugnikalniai primena apie Didįjį išmirimą

Šis masinis išmirimas – didžiausia žinoma gyvybės krizė Žemėje, pražudžiusi iki 90–96 proc. jūrų ir apie 70 proc. sausumos rūšių. Išmirimo priežastis mokslininkams žinoma: per šimtus tūkstančių metų dėl ypač intensyvių procesų Sibiro trapų regione į atmosferą buvo išmesti neįtikėtini kiekiai šiltnamio efektą sukeliančių dujų, ypač anglies dioksido ir sieros junginių. Tai sukėlė spartų klimato atšilimą, prilygstantį superšiltnamiui.

Vis dėlto ilgai buvo neaišku, kodėl Žemė liko karšta dar maždaug 5 mln. metų, net lavos išsiliejimo procesams nurimus.

Požeminė ugnis, išlaisvinusi pragarą

Trapp švediškai reiškia laiptus. Trapai – tamsios bazinės uolienos, kurioms būdingas laiptuotas paviršius ir uolienų skyrumas (uolienos gebėjimas dalytis į ypatingos formos kūnus (stulpus, blokus, luistus ir nuolaužas). Ankstesniais geologiniais periodais pro Žemės plutos plyšius išsiliejusios bazaltinės lavos dangos (trapų vulkanizmas) padengdavo didelius Žemės paviršiaus plotus. Bene didžiausi pasaulyje Sibiro trapai susidarė permo ir triaso periodų sandūroje ir labai greitai – vos per 1 mln. metų.

Tyrimai rodo, kad procesai Sibiro trapų regione vyko dviem skirtingais etapais, ir tik antrasis iš jų sukėlė pasaulinę katastrofą.

Pirmasis išsiveržimas, įvykęs prieš ~252,05 mln. metų, buvo didesnio masto – į paviršių išsiliejo apie 60 proc. visos trapų lavos. Tačiau šis etapas nesukėlė tiesioginių ekologinių padarinių: gyvūnų rūšys dar neišnyko, klimatas išliko stabilus, o ekosistemos funkcionavo.

Antrasis išsiveržimas, įvykęs prieš ~251,9 mln. metų, buvo mažesnis pagal lavos tūrį, bet daug pavojingesnis. Lava šįkart ne iš karto išsiveržė į paviršių, o skverbėsi horizontaliai per Žemės plutą, kaitindama nuosėdines uolienas, kuriose buvo daug organinės anglies, naftos, klinties ir kitų medžiagų.

Dėl to išsiskyrę milžiniški kiekiai šiltnamio dujų pateko į atmosferą bei vandenynus. Šie lėtai, bet intensyviai išsiskiriantys teršalai viršijo kritinę ribą, sukeldami staigų klimato šoką, vėliau išprovokavusį Didįjį išmirimą.

Be to, dėl šio proceso po žeme susidarė negilus, bet milžiniškas lavos ežeras – jo plotas galėjo siekti apie 1,6 mln. kv. km, tai yra 50 kartų daugiau nei Baikalo ežeras (31,5 tūkst. kv. km). Kaitinami uolienų klodai ėmė skilti, išlaisvindami papildomas šiltnamio dujas ir dar labiau stiprindami šiltnamio efektą.

Tropinių augalų ekosistemos išnykimas

Liepos pradžioje buvo paskelbtas tarptautinis tyrimas (Nature Communications). Pagal Kinijoje sukauptą didžiulį augalų fosilijų archyvą, kuriam duomenis rinko net trys geologų kartos, buvo atkurti detalūs senovinės augalijos žemėlapiai.

Nors nukentėjo visos Žemės augalija, tropikai ir vidutinės platumos buvo smarkiausiai nusiaubtos, ir analizė parodė, kad tai buvo lemiamas užsitęsusio superšiltnamio efekto veiksnys.

Iki didžiojo išmirimo tropikai buvo apaugę vešliais aukštų medžių miškais ir tankia augalų įvairove, bet ugnikalnių išsiveržimai, šiluma, rūgštūs lietūs ir klimato svyravimai juos sunaikino. Išnykus augalams, galintiems sugerti perteklinį anglies dioksidą, jis ėmė kauptis atmosferoje, o natūralūs procesai nebespėjo jo pašalinti.

Modeliai rodo, kad tokiomis sąlygomis CO₂ koncentracija pasiekė apie 7000 ppm (šiandien – apie 420 ppm). PPM (parts per million) reiškia „dalys milijone“ – tai vienetas, nusakantis, kiek CO₂ molekulių yra milijone oro molekulių. Kitaip tariant, prieš 252 mln. metų anglies dioksido ore buvo maždaug 17 kartų daugiau nei šiandien.

Dėl to tropikuose vidutinė metinė temperatūra pakilo iki 33–34 °C. „Vidutinė“ reiškia ne tik karščiausias dienas, o temperatūros vidurkį per visus metus – dieną ir naktį, visus sezonus. Tad jei vidurkis siekė 34 °C, dienomis karštis galėjo viršyti 40 °C, o naktimis beveik neatvėsti. Toks nuolatinis karštis tapo mirtinas daugumai rūšių.

Lėtas atsigavimas

Šią situaciją, trukusią net 5 mln. metų, mokslininkai vadina anglies spąstais. Tik triaso periodo viduryje (maždaug prieš 247 mln. metų), kai augalija ėmė atsigauti, vėl pradėjo formuotis tropiniai miškai, durpynai, o CO₂ kiekis atmosferoje ėmė kristi. Su augalais grįžo ir gyvybės įvairovė.

Tyrimai rodo, kad tropinių miškų išnykimas gali tapti ekologiniu slenksčiu, po kurio atsikurti klimato sistemai būtų itin sudėtinga.

LGT informacija