Permo–triaso masinis išmirimas: priežastys, pasekmės ir Sibiro trapai

Permo–triaso masinis išmirimas: sužinok priežastis, pasekmes ir Sibiro trapų vaidmenį klimato kataklizme — mokslo įžvalgos apie 252 mln. metų planetos krizę.

Permo ir triaso išmirimas (sutrumpintai P/Tr) buvo didžiausias išmirimo įvykis fanerozojaus eone. Išnyko 96 % visų jūrinių rūšių ir 70 % sausumos stuburinių gyvūnų. Tai vienintelis žinomas vabzdžių išnykimo įvykis. Juo baigėsi paleozojaus era ir prasidėjo mezozojaus era.

Šis įvykis yra riba tarp permo ir triaso periodų, maždaug prieš 252 milijonus metų. Kadangi buvo prarasta tokia didelė biologinė įvairovė, gyvybė Žemėje atsikūrė daug vėliau nei po kitų išnykimo įvykių. Šis įvykis apibūdinamas kaip „visų masinių išmirimų motina“. Išnykimo pobūdis vis dar neaiškus, nes skirtinguose tyrimuose teigiama, kad įvyko nuo vieno iki trijų skirtingų impulsų.

Siūlomi keli išnykimo mechanizmai. Tarp jų: dideli ar daugybiniai meteoritų smūgiai, padidėjęs vulkanizmas, staigus metano hidratų išsiskyrimas iš jūros dugno. Laipsniški pokyčiai apima jūros lygio kitimą, vandenynų anoksinius reiškinius, didėjantį sausringumą ir klimato kaitos nulemtus vandenynų cirkuliacijos pokyčius.

Vienas dalykas tikriausiai yra reikšmingas. Vienas didžiausių kada nors įvykusių potvynio bazalto išsiveržimų įvyko P/Tr sandūroje. Dėl šių išsiveržimų prieš 251-250 mln. metų susidarė Sibirotrapai - didžiulė vulkaninė provincija Sibire. Tai neabejotinai būtų smarkiai pabloginę pasaulio klimatą ir dabar manoma, kad tai buvo pagrindinė didžiojo išnykimo priežastis.

Kitas veiksnys yra tai, kad tuo metu pasaulinio vandenyno lygis buvo istoriškai žemas.

Mechanizmų tarpusavio sąveika

Išnykimo priežasčių modeliai neretai jungia keletą veiksnių veikusių kartu arba paeiliui. Pagrindinės idėjos ir jų tarpusavio ryšiai:

• Vulkanizmas (Sibiro trapai): platus bazaltinių išsiveržimų periodas išskyrė didelius kiekius CO₂ ir S‑dioksido, sukeldamas ilgalaikį šiltnamio efektą, temperatūros kilimą, rūgštėjimą ir pasikeitusį ciklinį atmosferos bei jūros cheminių elementų balansą.
• Okeaninė anoksija ir euxinija: silpnėjanti vertikali vandenų cirkuliacija ir papildomas maistingųjų medžiagų piltis (pvz., dėl intensyvesnio išplovimo) lėmė deguonies trūkumą gilesniuose vandenyse ir susidariusius sulfidinius (euxininius) sąlygas, ypač kontinentiniuose baseinuose — tai žudo daugumą bentinių organizmų.
• Anglies ciklo sutrikimai: neigiami anglies izotopų poslinkiai rodė masyvų organinių ir neorganinių anglies apykaitos sutrikimą — tai suderinama su CO₂ išmetimais ir galimu metano išsiskyrimu iš hidrato depozitorijų.
• Jūros lygio kritimas ir pakrantinių rifų praradimas — sumažėjo pagrindinių gyvenamųjų zonų daugeliui jūrinių organizmų, ypač rifus ir seklumų bendruomenes.
• Greiti, trumpalaikiai impulsai (pvz., miško gaisrų banga, metano išsiskyrimas) galėjo smarkiai pabloginti sąlygas prieš arba po pagrindinių vulkaninių išsiveržimų.

Įrodymai ir duomenys

Tyrimai remiasi įvairiomis geologinėmis ir geocheminėmis priemonėmis:

• Radiometrinis datavimas (pvz., U‑Pb zirkonais) nustato P/Tr sandūrą maždaug prieš 252 mln. metų ir laikotarpius, kai plito Sibiro trapai.
• C‑izotopų nusileidimai (negatyvios anglies izotopų anomalijos) rodo didelį įterptinį organinės arba neorganinės anglies pridėjimą į atmosferą‑oceaną.
• Mercurio (Hg) anomalijos ir kitų traščių žymes sedimentuose sutampa su LIP veikla ir laikotarpiais, kai daug vulkaninių emisijų buvo išmesta į atmosferą.
• Juodieji sluoksniai (anglinių organinių medžiagų turtingos uolienos) bei biologiniai biomarkeriai (pvz., izorenieratano radiniai) patvirtina plačiai paplitusią jūrų euxiniją.
• Fosilijų registras rodo stiprią selektyvią biologinę mirtį: išnyko rifus sudarę koralai, daug brachiopodų, foraminiferos (pvz., fusulinidai), trilobitai ir kt.

Pasekmės gyvybei ir ekosistemoms

• Jūrinė biosfera: bentinės bendruomenės nukentėjo ypač smarkiai — organizmai, priklausantys nuo deguonies arba statiškų rifų buveinių, praktiškai išnyko. Angliakalviai rifai peraugo tik vėliau triaso laikotarpiu.
• Sausumos ekosistemos: medisėklių ir kai kurių augalų bendruomenių kolapsas, herbivore faunos smarkus sumažėjimas ir filialinė rūšių permaina — atsirado naujos grupės, tarp jų sėkmingesni mezozojaus ropliai.
• Vabzdžiai: P/Tr yra vienintelis žinomas masinis vabzdžių išnykimas, nors kai kuriose grupėse vėliau įvyko sparti adaptacija.
• Atsigavimas: ekosistemų atsistatymas vyko lėtai — daugelis tyrimų rodo, kad pilnas atsigavimas vyko per milijonus metų (kai kurių analizėmis — 5–10+ mln. metų), o bioįvairovė atsigavo palaipsniui su naujų grupių iškilimu (pvz., archosaurai, vėliau dinozaurai dominavo triaso pabaigoje).

Sibiro trapų vaidmuo

Sibiro trapai — tai didžiulė vulkaninė provincija, kurios uolienų tūris vertinamas milijonais kubinių kilometrų. Ilgas ir intensyvus bazaltinių srautų bei intruzijų periodas galėjo:

• Išmesti didelius kiekius CO₂ ir S‑dioksido — ilgalaikis šiltnamio efektas ir temperatūros kilimas.
• Suteikti katalizinį impulsą anglies ciklo sutrikimams, skatinti metano hidrato destabilizaciją ir tolesnį greitą atšilimą.
• Pakeisti vietines ir globalias chemines sąlygas — rūgštinti vandenynus, didinti metalų išskyrimą ir susidaryti toksiškoms sąlygoms jūros gyvūnams.

Neaiškumai ir einamieji tyrimai

Nors Sibiro trapų aktyvumas laikomas pagrindiniu veiksniu, diskusijos tęsiasi dėl:

• vieno ar kelių išnykimo impulsų pobūdžio ir laiko tarpo;
• kiek tiesiogiai priežastis galėjo sukelti meteoritų smūgis ar kitos smulkesnės vietinės katastrofos;
• konkrečios prisidėjusių mechanizmų proporcijų (pvz., kiek išnykimo buvo dėl anoksijos prieš klimato atšilimą ar atvirkščiai).

Apibendrinimas

Permo–triaso masinis išmirimas buvo daugialypis, ilgalaikis ir vienas iš kertinių įvykių Žemės istorijoje. Daugeliu modelių pagrindiniu trigeriu laikomas plačios apimties vulkanizmas (Sibiro trapai), veikiantis kartu su vandenynų anoksija, jūros lygio kritimu ir greitais anglies ciklo sutrikimais. Tyrimai tęsiami — naujos geocheminės analizės, tikslesni datavimai ir globalios stratigrafijos palyginimai padeda vis geriau suprasti, kaip šis katastrofiškas įvykis pakeitė gyvybės kelią Žemėje.

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra permo ir triaso periodo išnykimas?

K: Kiek biologinės įvairovės buvo prarasta per šį įvykį?

K: Kas lėmė šį didelį išnykimą?

Klausimas: Kiek laiko reikėjo, kad gyvybė Žemėje atsigautų po šio įvykio?

K.: Ar yra koks nors dėsningumas, kaip šis įvykis paveikė rūšis?

K: Kada egzistavo Pangėja?

Paieška pagal raidę