Podczas wymierań woda zmieniała się w toksyczną zupę. I to dzieje się także teraz
Wielkim wymieraniom towarzyszyły potężne zmiany w ekosystemach wodnych. Jeziora, rzeki i płytkie zbiorniki morskie stawały się pozbawionymi życia strefami, bo na ogromną skalę doszło do kwitnienia glonów i bakterii.
To było jak wojna błyskawiczna (w skali geologicznej) z całym życiem na Ziemi. 252 mln lat temu na terenach dzisiejszej Syberii doszło do największych udokumentowanych erupcji wulkanicznych w historii naszej planety. Lawa rozlała się na 7 mln km kwadratowych. Do atmosfery trafiały ogromne ilości popiołów i związków siarki. Temperatura zaczęła gwałtownie spadać, a z nieba lał się kwaśny deszcz.
Jeszcze wtedy daleko było jednak do wielkiego wymierania. Wszystko zmieniło się, gdy lawa nie mogąc wydostawać się spod krzepnącego bazaltu, zaczęła rozprzestrzeniać się pod powierzchnią. Nagrzała bogate w materię organiczną gleby i skały osadowe. To wywołało reakcję łańcuchową: do atmosfery zaczęły przedostawać się ogromne ilości dwutlenku węgla i metanu. Temperatura gwałtownie wzrosła. Oceany błyskawicznie zaczęły się odtleniać. Jednocześnie kwaśne deszcze, wypłukując z gleby minerały kluczowe dla roślin, doprowadziły do ich obumierania. W konsekwencji zaczęły się rozpadać całe łańcuchy pokarmowe.
Ostateczny cios zadały fotosyntezujące bakterie siarkowe. W zakwaszonym oceanie warunki do życia i namnażania miały idealne. Wśród naukowców nie ma zgody, czy zdołały nasycić powietrze siarkowodorem w stopniu wystarczającym do uśmiercania roślin i zwierząt. Do ich zagłady to nie było jednak niezbędne, bo siarkowodór wyjątkowo skutecznie niszczy powłokę ozonową. W ten sposób zdziesiątkowany został produkujący tlen plankton, ponad 90 proc. organizmów morskich, ponad 60 proc. rodzin gadów i płazów oraz 30 proc. rzędów owadów. Wymarły także m.in. drzewiaste widłaki, skrzypy i paprocie. Tak dokonało się największe wymieranie w historii naszej planety.
- Między masowymi wymieraniami a tym co dzieje się teraz istnieje wiele podobieństw - mówi geolog prof. Tracy Frank z Uniwersytetu Connecticut. Zwraca uwagę, że tak samo jak wtedy głównym źródłem gwałtownych zmian było pojawienie się bardzo dużej ilości gazów cieplarnianych i to wywoływało całą kaskadę zdarzeń. W badaniach, którymi kierowała, skupiła się na ekosystemach wodnych. Z jej ustaleń wynika, że zachodzące w nich zmiany nie tylko pogłębiały katastrofę, ale również hamowały późniejszą regenerację środowiska.
- Dziś także obserwujemy coraz więcej toksycznych zakwitów glonów w jeziorach i płytkich zbiornikach morskich, co powiązane jest ze wzrostem temperatury i zmianami w systemach roślinnych. To prowadzi do zwiększenia udziału składników odżywczych w zbiornikach słodkowodnych - mówi prof. Frank. Badaczka podkreśla, że wprawdzie 252 mln lat temu to wulkany zapoczątkowały cały łańcuch zdarzeń, ale - jak podkreśla - "tempo wzrostu poziomu dwutlenku węgla wówczas było podobne do tempa wzrostu CO2, który obserwujemy dzisiaj z powodu działalności człowieka".
Kiedy sinice stają się niebezpieczne?
Glony i bakterie są normalnymi elementami zdrowego środowiska słodkowodnego, ale gdy namnażają się bez ograniczeń, w zbiornikach wodnych, które pozbawiają tlenu, powstają "martwe strefy".
Badacze zidentyfikowali trzy czynniki sprzyjające takiemu procesowi podczas wymierania permskiego. Były to: globalnego ocieplenie, pojawienie się w wodzie sprzyjającej drobnoustrojom bardzo dużej ilości składników odżywczych oraz wylesianie. Permskie erupcje wulkanów najpierw wywołały przyspieszony i trwały wzrost emisji gazów cieplarnianych. To doprowadziło do susz i pożarów, skutkujących wylesieniem, a gdy zniknęły drzewa, nie minęło wiele czasu, nim z erodującej gleby składniki odżywcze zaczęły przedostawać się do ekosystemów słodkowodnych.
Wymieranie permskie nie było jedynym, podczas którego doszło do sprzężenia między nagłymi zmianami klimatu, a proliferacją drobnoustrojów w ekosystemach słodkowodnych. Ciekawe jest jednak to, jak rozwijały się one 66 mln lat temu, czyli podczas wymierania, które zabiło dinozaury. Wówczas do atmosfery uniosły się ogromne ilości pyłu i aerozoli siarczanowych, ale w porównaniu z aktywnością wulkaniczną meteoryt, który wywołał katastrofę, spowodował jedynie niewielki wzrost poziomu dwutlenku węgla i temperatury. Słodkowodne drobnoustroje dostały krótki impuls do rozwoju. Tamten scenariusz - zauważają naukowcy - mocno różni się jednak od tego, co działo się w permie i co dzieje się teraz.
Na przykład "optymalny zakres wzrostu temperatury" dla szkodliwych glonów w środowiskach słodkowodnych wynosi 20-32 st. Celsjusza. Zakres ten odpowiada szacowanym letnim kontynentalnym temperaturom powietrza dla regionu we wczesnym triasie. Ten zakres jest przewidywany dla letnich temperatur powietrza na średnich szerokościach geograficznych w 2100 r. - Kolejne podobieństwo to nasilenie pożarów lasów wynikające ze wzrostu temperatury - mówi geolog Chris Fielding z Uniwerystetu Connecticut. - Jedną z rzeczy, które zniszczyły całe ekosystemy, były wielkie pożary, jak te które obserwujemy dziś m.in. w Kaliforni. Można się zastanawiać, jakie są długoterminowe konsekwencje takich wydarzeń, ponieważ stają się one coraz bardziej powszechne.
Dobrą wiadomością jest to, że tym razem wiele zachodzących dziś zmian wciąż nie zaszło jeszcze na tyle daleko, byśmy nie byli w stanie ich zatrzymać. Zła wiadomość jest taka, że cokolwiek się wydarzy, to nasza wina.
Po wielkim wymieraniu permskim świat odradzał się przez cztery miliony lat.
