Global opvarmning, der efterlod dyr ude af stand til at trække vejret, forårsagede den permiske masseudryddelse i havene, ifølge en ny undersøgelse.

Da temperaturen steg, og stoffskiftet hos havdyr kom hurtigere, kunne de varmere farvande ikke rumme nok ilt til, at de kunne overleve, rapporterer forskerne.

Den største udryddelse i Jordens historie markerede slutningen af ​​Perm-perioden for cirka 252 millioner år siden. Længe før dinosaurer udslettede en række massive vulkanudbrud i Sibirien for det meste planter og dyr, der befolket vores planet.

Illustrationen nedenfor viser procentdelen af ​​havdyr, der blev uddød i slutningen af ​​Perm-æraen efter breddegrad, fra modellen (sort linje) og fra den fossile optegnelse (blå prikker). En større procentdel af havdyr overlevede i troperne end ved polerne. Vandets farve viser temperaturændringen, hvor rød er den mest alvorlige opvarmning og gul mindre opvarmning.

Øverst er superkontinentet Pangaea med massive vulkanudbrud, der udsender kuldioxid. Billederne under linjen repræsenterer nogle af de 96 procent af marine arter, der døde under begivenheden. [Inkluderer fossile tegninger af Ernst Haeckel / Wikimedia; Foto af blå krabbe af Wendy Kaveney / Flickr; Atlantisk torskfoto af Hans-Petter Fjeld / Wikimedia; Afkammeret nautilusfoto af John White / CalPhotos.] (Kredit: Justin Penn og Curtis Deutsch / U. Washington) Fossiler i gamle havbundsklipper viser et blomstrende og forskelligartet marine økosystem, derefter en skår af lig. Cirka 96 procent af marine arter blev udslettet under den "store død", efterfulgt af millioner af år, hvor livet måtte formere sig og diversificere igen.

Det, der hidtil har været diskuteret, er nøjagtigt, hvad der gjorde havene ufarlige for livet - vandets høje surhedsgrad, metal- og sulfidforgiftning, en fuldstændig mangel på ilt eller simpelthen højere temperaturer.

'Flyg eller gå til grunde'

"Dette er første gang, vi forudsiger en mekanistisk forudsætning om, hvad der forårsagede udryddelsen, der kan testes direkte med den fossile optegnelse, som derefter giver os mulighed for at forudsige om årsagerne til udryddelse i fremtiden," siger medforfatter Justin Penn, en doktorand i oceanografi ved University of Washington.

Forskere kørte en klimamodel med Jordens konfiguration under Perm, da landmasserne blev kombineret i superkontinentet Pangaea. Før igangværende vulkanudbrud i Sibirien skabte en drivhusgasplanet, havde havene temperaturer og iltniveauer svarende til nutidens. Forskerne hævede derefter drivhusgasser i modellen til det niveau, der kræves for at gøre tropiske havtemperaturer på overfladen ca. 10 grader Celsius (20 grader Fahrenheit) højere, hvilket matcher forholdene på det tidspunkt.

Modellen gengiver de resulterende dramatiske ændringer i havene. Hav mistede omkring 80 procent af deres ilt. Omkring halvdelen af ​​havets havbund, for det meste på dybere dybder, blev helt iltfri.

For at analysere virkningerne på marine arter overvejede forskerne de forskellige ilt- og temperaturfølsomheder hos 61 moderne marine arter - inklusive krebsdyr, fisk, skaldyr, koraller og hajer - ved hjælp af offentliggjorte laboratoriemålinger. Det forventes, at moderne dyrs tolerance over for høj temperatur og lavt ilt svarer til permiske dyr, fordi de udviklede sig under lignende miljøforhold. Forskerne kombinerede derefter artenes træk med paleoklimatsimuleringerne for at forudsige udryddelsens geografi.

"Meget få marine organismer opholdt sig i de samme levesteder, som de boede i - det var enten at flygte eller omkomme," siger medforfatter Curtis Deutsch, lektor i oceanografi.

Modellen viser, at de hårdest ramte organismer, der er mest følsomme over for ilt fundet langt fra troperne. Mange arter, der boede i troperne, uddøde også i modellen, men det forudsiger, at arter med høj breddegrad, især dem med store iltbehov, næsten blev udslettet.

Dobbelt dødbringende

For at teste denne forudsigelse analyserede medforfatterne Jonathan Payne og Erik Sperling ved Stanford University senpermiske fossile distributioner fra Paleoceanography Database, et virtuelt arkiv med offentliggjorte fossile samlinger. Den fossile optegnelse viser, hvor arterne var før udryddelsen, og som blev udslettet helt eller begrænset til en brøkdel af deres tidligere levested.

Den fossile optegnelse bekræfter, at arter langt fra ækvator led mest under begivenheden.

”Underskriften af ​​denne dræbningsmekanisme, klimaopvarmning og iltab er dette geografiske mønster, som modellen forudsiger og derefter opdaget i fossilerne,” siger Penn. "Aftalen mellem de to indikerer, at denne mekanisme med klimaopvarmning og iltab var den primære årsag til udryddelsen."

Undersøgelsen bygger på tidligere arbejde, som Deutsch førte, og som viser, at havdyrs stofskifte, når havene varmes op, øges, hvilket betyder, at de kræver mere ilt, mens varmere vand holder mindre. Den tidligere undersøgelse viser, hvordan varmere have skubber dyr væk fra troperne.

Den nye undersøgelse kombinerer de skiftende havforhold med forskellige dyrs metaboliske behov ved forskellige temperaturer. Resultaterne viser, at de mest alvorlige virkninger af iltmangel er for arter, der bor i nærheden af ​​polerne.

”Da tropiske organismernes stofskifte allerede var tilpasset forholdsvis varme iltforhold, kunne de bevæge sig væk fra troperne og finde de samme forhold et andet sted,” siger Deutsch. "Men hvis en organisme var tilpasset et koldt iltrig miljø, ophørte disse forhold med at eksistere i de lavvandede have."

De såkaldte "døde zoner", der er fuldstændigt blottet for ilt, var for det meste under dybderne, hvor arter boede, og spillede en mindre rolle i overlevelsesraten.

”I slutningen af ​​dagen viste det sig, at størrelsen af ​​de døde zoner virkelig ikke synes at være nøglen til udryddelsen,” siger Deutsch. ”Vi tænker ofte på anoxi, den komplette iltmangel, som den tilstand, du har brug for for at få udbredt ubeboelsesevne. Men når man ser på tolerancen for lavt iltindhold, kan de fleste organismer udelukkes fra havvand ved iltniveauer, der ikke er nogen steder nær anoxiske. ”

Svarende til i dag

Opvarmning, der fører til utilstrækkelig ilt, forklarer mere end halvdelen af ​​tabet af mangfoldighed til havs. Forfatterne siger, at andre ændringer, såsom forsuring eller skift i fotosyntetiske organismer, sandsynligvis fungerede som yderligere årsager.

Situationen i den sene perm - stigende drivhusgasser i atmosfæren, der skaber varmere temperaturer på Jorden - er den samme som i dag.

”Under en forretning-som-sædvanlig-emissionsscenarie vil opvarmning i det øvre hav inden 2100 have nærmet sig 20 procent af opvarmningen i slutningen af ​​Perm, og inden år 2300 vil den nå mellem 35 og 50 procent,” siger Penn.

"Denne undersøgelse fremhæver potentialet for en masseudryddelse som følge af en lignende mekanisme under menneskeskabte klimaændringer."

Undersøgelsen vises i Videnskab. Gordon og Betty Moore Foundation og National Science Foundation finansierede undersøgelsen.

Kilde: University of Washington

{youtube}y6ig6zKiNTc{/youtube}

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon