Pożary, które w 2019 i 2020 r. trawiły australijski busz spowodowały potężny zakwit glonów na Oceanie Południowym. Glony skorzystały z ogromnej ilości opadającego na ocean popiołu, który posłużył jako nawóz.
Z badania opublikowanego właśnie w magazynie "Nature Communications" wynika, że podobne zjawiska miały miejsce na Ziemi już wcześniej. 252 mln lat temu, podczas wielkiego masowego wymierania w permie, wysoka zawartość gazów cieplarnianych w atmosferze, rosnąca temperatura i ogromne erupcje wulkanów zmieniły oceany w "trującą zupę", która dramatycznie pogorszyła i tak tragiczną sytuację.
"Przeszłość daje nam wskazówki dotyczące przyszłości" - mówiła portalowi EcoWatch prowadząca badanie geolożka Vivi Vajda ze Szwedzkiego Muzeum Historii Naturalnej. Ona i pozostali członkowie zespołu badają przyczyny i przebieg tzw. Wielkiego wymierania permskiego, największej tego typu katastrofy w historii naszej planety. Zdaniem naukowców na pewne sposoby tamto wydarzenie było podobne do tego, co dzieje się dzisiaj.
Zła wróżba dla ludzkości
Bezpośrednią przyczyną wymierania w permie była aktywność wulkaniczna na Syberii. Do atmosfery trafiło wówczas 100 bln ton dwutlenku węgla. Chociaż naukowcy nie mogą całkowicie wykluczyć uderzenia asteroidy, w zapisie kopalnym nie ma śladów tzw. kwarcu uderzeniowego, tworzącego się często wskutek kosmicznych impaktów. "Jeśli okaże się, że to wymieranie było spowodowane wyłącznie aktywnością wulkanów, i że cały proces może następować tak szybko, to nie wróży to szczególnie dobrze współczesnemu ociepleniu" - mówi geolog Chris Mays, który uczestniczył w badaniu.
Stężenie dwutlenku węgla tuż przed wymieraniem wynosiło 400 części na milion, czyli mniej więcej tyle, co teraz. Temperatury na dużych szerokościach geograficznych wzrosły w ciągu 10 tys. lat o 10 do 14 st. Celsjusza. Z katastrofalnymi skutkami dla wszystkich żywych istot. "Teraz to wygląda na bardzo podobnie, chociaż dzieje się szybciej. To bardzo, bardzo szybkie wymieranie" - mówi Vajda
Przebieg wymierania dzięki mikroskopijnym skamieniałościom widoczny w zapisie kopalnym. "W jednym centymetrze masz fantastyczne pyłki roślin" - opisuje Vajda - "w następnym jest tylko węgiel drzewny i pół metra grzybów. A następnie pojawia się zupełnie nowy świat z nową florą".
Dopiero siedem do dziesięciu milionów lat później zaczęły formować się nowe pokłady węgla, co oznacza, że klimat znów pozwalał na formowanie się terenów podmokłych. Poziomy bioróżnorodności nie powróciły do tych sprzed wyginięcia przez dziesiątki milionów lat.
Zakwit toksycznych glonów
Badanie, którego autorami był szwedzko-amerykański zespół odtwarza "brakujące ogniwo" wymierania, które sprawiało, że do tej pory zrozumienie całego procesu wymykało się naukowcom. "Wiedzieliśmy, że doszło do wymierania w wodach słodkich, ale tak naprawdę nie mieliśmy pojęcia, co je spowodowało" - mówi Mays.
Najwyraźniej odpowiedzią jest zakwit toksycznych glonów podobny do tych, jakie obserwujemy dziś. Zakwity są zabójcze dla innych organizmów, ponieważ pozbawiają wodę tlenu i produkują toksyny.
Naukowcy odkryli obecność zakwitów glonów w permskim wymieraniu, analizując ślady kopalne pobrane w regionie australijskiego Sydney. "Rozpuszczamy kamienie i przyglądamy się wszystkim znajdującym się w nich mikroskamielinom. Liczymy je, a znając ich koncentrację w skałach, możesz ustalić, ile glonów kwitło w tamtym czasie" - wyjaśnia Mays.
Te badania doprowadziły naukowców do wniosku, że masowe, toksyczne zakwity powtarzały się przez setki tysięcy lat po samym wymieraniu, spowalniając odradzanie się życia. W ubogich w tlen szybko znikających rzekach i jeziorach glony kwitły przez kolejne trzy miliony lat, zmieniając je w toksyczną zawiesinę. Co więcej, naukowcy spojrzeli wstecz na zapis kopalny i odkryli, że zakwity glonów były powtarzającą się cechą wymierań wywołanych globalnym ociepleniem.
Glony rozwijają się w cieplejszych temperaturach, a ponieważ są fotosyntetyczne, "wchłaniają CO2 jak gąbki" - stwierdza Mays. Do rozwoju potrzebują też składników odżywczych, takich jak żelazo, fosfor czy azot. W permie dostarczyły im ich płonące i znikające lasy.
Gatunek, który może zapobiec katastrofie
W swoim poprzednim badaniu zespół Maysa i Vajdy wykazał, że wielkie wymieranie łączyło się ze znikaniem lasów na południowym kontynencie. W skałach pozostały ślady świadczące o wielkich pożarach. Popiół z płonących lasów działał jak nawóz, zasilając zakwity glonów. Zniknięcie lasów miało jeszcze jedną konsekwencję opóźniającą odradzanie się ekosystemów: lasy były terenami podmokłymi, które tworzyły pokłady węgla, stanowiące naturalny magazyn CO2. Bez nich, ochłodzenie planety zajęło znacznie więcej czasu. "To pokazuje, jak ważna jest roślinność" - powiedziała Vajda.
Rosnący poziom dwutlenku węgla, wylesianie i zakwity glonów to zjawiska, które obserwujemy także dziś. Glony korzystają dziś ze spowodowanego przez ludzi wylesiania, a także z rolniczych i komunalnych ścieków, które dostarczają im substancji odżywczych. Mimo tego i faktu, że stężenie CO2 w atmosferze Ziemi jest już wyższe niż na początku wielkiego wymierania, Vajda i Mays nie uważają, że kryzys klimatyczny musi skończyć się kolejnym kataklizmem dla biosfery. Wskazują, że ludzkość potrafiła już rozwiązać wspólnie globalne kryzysy takie, jak niszczenie warstwy ozonowej czy pandemia COVID-19.
"Trylobity, które wyginęły pod koniec permu, nie miały możliwości obrony" - mówi Mays, dodając: "Tak samo dinozaury nie mogły zapobiec uderzeniu asteroidy. Tym razem istnieje gatunek, który z jednej strony powoduje problem, ale z drugiej może go rozwiązać".
