Didžiausias masinis išnykimas Žemės istorijoje: pamokos iš Permo ir Triaso ribos

Didžiausias masinis išnykimas Žemėje

Prieš maždaug 252 milijonus metų Žemę sukrėtė didžiausias masinis išnykimas mūsų planetos geologinėje istorijoje – Permo ir Triaso ribos išnykimas, dažnai vadinamas „Didžiuoju mirimu“. Per šį katastrofišką laikotarpį išnyko iki 94% jūrų rūšių ir daugiau nei du trečdaliai sausumos stuburinių šeimų. Net tropiniai miškai, kurie buvo esminiai anglies absorbentai ir reguliavo pasaulio klimato pusiausvyrą, beveik visiškai sužlugo, iš esmės pakeisdami pasaulinę klimato sistemą.

Geologinis iššūkis: supervulkanai ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų banga

Mokslininkai jau seniai nustatė, kad šią masinę išnykimo bangą sukėlė milžiniški vulkaniniai išsiveržimai, vadinami Sibiro slėniais. Šie išsiveržimai išliejo milžiniškus kiekius mantijos uolienų dabartinės Vakarų Sibiro teritorijoje, kurios sluoksniai buvo praturtinti organine medžiaga. Karštis ne tik lydė uolienas, bet ir į atmosferą paleido milžiniškus kiekius anglies dvideginio. Šiltnamio dujų koncentracijos šuolis, trukęs tarp 50 000 ir 500 000 metų – geologiškai labai trumpas laikas – sukėlė staigų ir reikšmingą pasaulinės temperatūros pakilimą. Modeliai ir fosilijų duomenys rodo, kad sausumos temperatūra vidutiniškai pakilo 6–10°C, o tai daugybei gyvybės formų buvo nepakeliama. Įprastai po tokio masto išsiveržimų Žemės klimatas atsigauna per šimtus tūkstančių ar net milijoną metų, tačiau šįkart karštis neatslūgo dar ilgiau, kas liudija išskirtinai gilų ir ilgalaikį anglies apytakos sutrikimą bei ekologinę nestabilumą.

Nuolatinės superšiltnamio sąlygos: ieškant atsakymų

Nors dėl pradinės priežasties mokslininkai sutaria, ilgalaikio „superšiltnamio“ efektas daugybę metų kėlė klausimų. Lyginant su dabartiniais tropikais, tuomet prie pusiaujų temperatūra siekė vidutiniškai net 34°C ir šios kaitros sąlygos išliko apie penkis milijonus metų – daug ilgiau nei truko vulkaniniai išsiveržimai. Naujas svarbus tyrimas, publikuotas žurnale Nature Communications, pateikė raktą, kodėl šiluma užsilaikė tiek ilgai: dėl masinio tropinių miškų žlugimo planetoje drastiškai sumažėjo natūrali anglies dioksido sugertis, o grįžimas į įprastą klimatą tapo neįmanomas.

Fosilijų duomenys: svarbiausių anglies sankaupų žūtis

Mokslininkai analizavo plačius fosilijų duomenis iš įvairių augalijos zonų – nuo tropinių ir subtropinių miškų iki sausų krūmynų – siekdami atsekti ekosistemų pokyčius prieš ir po masinio išnykimo. Tyrimas patvirtino, kad tuoj po Permo ir Triaso ribos atėjo visiškas tropinių bei subtropinių miškų išnykimas, o paskui sekė vadinamoji „anglies tarpo“ (angl. coal gap) epocha, kai beveik nebuvo užkastos augalinės medžiagos. Tai rodė organinės anglies ciklo griūtį – išlikusių augalų buvo per mažai, kad jie efektyviai sugerinėtų anglies dioksidą iš atmosferos. Pusiaujų teritorijose, kur kadaise žaliavo tankūs miškai, juos pakeitė tik neaukšti, atsparūs liucopodai (vos 2–20 cm aukščio sporiniai augalai). Stambesnių augalų sankaupos išliko tik netoli ašigalių ar vėsiose kalnų vietovėse, tačiau jų gebėjimas kaupti anglį buvo menkas. Ši transformacija buvo tarsi šiuolaikinių atogrąžų miškų pakeitimas retomis dykromis ir smarkiai sumažino planetos gebėjimą ilgainiui kaupti anglį.

Miškai lemia pasaulio klimato pusiausvyrą

Remdamiesi šiuolaikiniais pirminės produkcijos – augalų gebėjimo sugerti CO2 ir paversti jį organine medžiaga – matavimais, tyrėjai atkūrė senovinius biomas naudodamiesi SCION ir kitais pažangiais anglies ciklo modeliais. Atlikta analizė parodė, kad staigus augalų gebėjimo sugerti anglį sumažėjimas po Sibiro vulkaninių įvykių išlaikė aukštą temperatūrą 5–6 milijonus metų. Tik miškams ir kitai augmenijai palaipsniui atkuriant žemynus, organinės anglies apytaka pradėjo atsigauti, o Žemė pamažu išsivadavo iš šiltnamio būsenos.

Klimato lūžio taškai ir ekosistemų atsparumas

Tyrime aiškiai išryškinama esminė klimato kaitos tiesa: tropiniai ir subtropiniai miškai yra nepakeičiami stabilizuojant pasaulinę temperatūrą bei anglies dioksido koncentraciją atmosferoje. Jiems žlugus, klimatas gali greitai peršokti į naują, žymiai karštesnį būvį. Be to, sudėtingų augalų bendrijų atkūrimas po tokios katastrofos yra ypač lėtas, todėl neigiamos klimato pasekmės tęsiasi gerokai ilgiau, nei trunka pats sukrėtimas.

Pamokos mūsų laikmečiui: klimato kaita ir miškų vaidmuo

Nors šiandien klimato kaitos tempai ir mastas skiriasi – pokyčiai vyksta per dešimtmečius ar šimtmečius, o ne tūkstantmečius – senovinis išnykimas tampa svarbia perspėjimo istorija. Sausumos gyvybės atsparumas ekstremaliems, staigiems pokyčiams yra ribotas. Permo ir Triaso ribos laikotarpiu augalai nespėjo adaptuotis vos per 1 000–10 000 metų, todėl įvyko masinis ekosistemų žlugimas. Dabartinė mūsų priklausomybė nuo tropinių ir subtropinių miškų kaip natūralių anglies rezervo dar kartą išryškina, kokia grėsmė kyla juos naikinant. Šiuolaikinis miškų naikinimas, spartus atšilimas ir biologinės įvairovės nykimas gali peržengti svarbius klimato lūžio taškus ir sukelti grįžtamuosius mechanizmus, spartinančius klimato kaitą.

Išvados

Permo ir Triaso masinis išnykimas ryškiai iliustruoja, kaip didelių miškų sunaikinimas ir anglies ciklo griūtis gali įstumti planetą į ilgalaikę ekstremalių karščių būseną. Naujausi tyrimai rodo, kad tropinių miškų nykimas prieš milijonus metų ilgam užfiksavo Žemę „šiltnamio“ būsenoje, kol ekosistemos pamažu atsigavo. Šios mokslinės įžvalgos turi ypatingą reikšmę ir mūsų epochai: miškų apsauga bei atkūrimas yra vienas efektyviausių būdų užtikrinti klimato stabilumą ir išvengti negrįžtamo atšilimo. Supratimas, kaip vyko senoviniai klimato kataklizmai, suteikia žmonijai žinių, kurios būtinos sprendžiant šių dienų aplinkos iššūkius.