Warstwa ozonowa całkiem zniknęła. Wymarły niemal wszystkie zwierzęta

Warstwa ozonowa to tarcza chroniąca nas przed rakotwórczym promieniowaniem. Cienka warstewka ozonu - formy tlenu, którego cząsteczki składają się z trzech, a nie z dwóch atomów - zatrzymuje większość pochodzącego ze Słońca światła ultrafioletowego, zanim dosięgnie ono powierzchni Ziemi.

Światło UV jest rakotwórcze, dlatego silne napromieniowanie nim Ziemi mogłoby stanowić śmiertelne zagrożenie dla żywych istot. Gdy w latach 80. XX w. naukowcy odkryli, że warstwa ozonowa kurczy się, światowi przywódcy podjęli błyskawiczne działania, które doprowadziły do zakazu stosowania niszczących ją chemikaliów. Dzięki temu ta chemiczna tarcza powoli się odbudowuje. Najnowsze szacunki mówią, że swój pierwotny kształt odzyska za 40 lat.

250 mln lat temu nasza planeta nie miała tyle szczęścia. Najnowsze badanie, opublikowane właśnie przez naukowców z Uniwersytetu Münster w Niemczech, dowodzi, że podczas masowego wymierania, które zakończyło okres geologiczny znany jako perm, warstwa ozonowa została niemal całkowicie zniszczona.

Phil Jardine z Uniwersytetu w Münster w Niemczech i jego współpracownicy wykazali, że ziarna pyłku i zarodniki roślin z tego okresu zawierają wyższy poziom substancji chemicznych zapewniających im ochronę przed promieniowaniem UV niż te z wcześniejszych lub późniejszych okresów. "Taki skok pojawia się tylko w jednym punkcie - dokładnie wtedy, kiedy dochodzi do wielkiego wymierania na zakończenie permu" - mówi magazynowi "New Scientist" Jardine.

Wielkie permskie wymieranie doprowadziło do zniknięcia z powierzchni Ziemi około 90 proc. gatunków morskich i 70 proc. gatunków lądowych. Uważa się, że było spowodowane trwającą miliony lat niezwykle intensywną aktywnością wulkaniczną. Lawa podgrzała inne skały, w tym węgiel, uwalniając do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych. Doprowadziło to do gwałtownego ocieplenia klimatu, zakwaszenia oceanów i drastycznego spadku stężenia tlenu w morskiej wodzie.

To właśnie sprawiło, że morskie życie zostało szczególnie mocno dotknięte kataklizmem. Nie jest jednak jasne, jaki mechanizm sprawił, że zniknęło aż tak wiele gatunków lądowych. Jedną z możliwości branych przez naukowców pod uwagę jest to, że wulkaniczne erupcje uwolniły do atmosfery ogromne ilości halowęglowodorów - substancji, które zniszczyły warstwę ozonową, tak jak w XX w. zrobiły to produkowane przez człowieka chlorowęglowodory (CFC), stosowane powszechnie w chłodziarkach czy sprayach.

Zniszczenie warstwy ozonowej doprowadziłoby do gwałtownego zwiększenia ilości promieniowania UV, które docierałoby do powierzchni Ziemi. A to prowadziłoby do nowotworów i mutacji, które dotykałyby żyjące na lądach organizmy.

Wcześniejsze badania wykazały rzeczywiście, że wymieraniu towarzyszył wzrost ilości nieprawidłowo ukształtowanych ziaren pyłku i zarodników, co mogło być spowodowane mutacjami wywołanymi przez promienie UV. Ale podobne mutacje mogły być wywoływane także przez działanie toksycznych substancji uwalnianych przez wulkaniczne erupcje. One same nie stanowiły więc ostatecznego dowodu na to, że podczas wymierania warstwa ozonowa zniknęła.

Zespół badaczy z niemieckiego uniwersytetu postanowił więc wykorzystać technikę zwaną mikrospektroskopią w podczerwieni, aby sprawdzić to, jak wiele w starożytnych pyłkach było substancji chemicznych pochłaniających promieniowanie UV. Próbki pyłków sprzed 250 mln lat pobrali ze skał w Tybecie, obejmujących okres zaczynający się kilkaset tysięcy lat przed wymieraniem, a kończący kilkaset tysięcy lat po nim.

Rośliny produkują te substancje w odpowiedzi na zwiększenie zagrożenia ze strony promieniowania UV. Jego zawartość w okresach poprzedzających i następujących po wymieraniu była stała - gwałtowny skok nastąpił jedynie w jego trakcie. To wskazuje na to, że w tym okresie rośliny były narażone na zdecydowanie podwyższone poziomy promieniowania ultrafioletowego.

Wyższe poziomy UV miałyby katastrofalne skutki dla całych ekosystemów - spowolniłyby tempo wzrostu roślin, co wpłynęłoby na zwierzęta: roślinożercom zaczęłoby brakować żywności, a bez roślinożerców także drapieżniki wkrótce zaczęłyby umierać z głodu. W morzu skutki wzrostu poziomu UV byłyby o wiele mniejsze, bo woda skutecznie blokuje promieniowanie UV.

Naukowcy podkreślają, że gdyby nie szybkie działania w latach 80., które skutkowały podpisaniem w 1987 r. chroniącego warstwę ozonową protokołu montrealskiego, podobne niebezpieczeństwo mogło spotkać także nas. Ludzkości się upiekło, bo opamiętaliśmy się na czas.

"Badania modelowe sugerują, że gdybyśmy nie mieli protokołu montrealskiego, do lat 60. XXI wieku doświadczylibyśmy załamania warstwy ozonowej" - mówi Jardine. "Mam nadzieję, że uniknęliśmy tego".