Według najnowszych badań zjawisko El Niño, powodujące gwałtowne ocieplenie oceanów, odegrało kluczową rolę w największym wymarciu życia na Ziemi około 252 milionów lat temu.
Badanie, którego wyniki opublikowano dzisiaj w czasopiśmie Science, a które współprowadzili Uniwersytet w Bristolu i Chiński Uniwersytet Geologii (Wuhan), rzuciło nowe światło na to, dlaczego skutki szybkich zmian klimatu w okresie ocieplenia permsko-triasowego były tak niszczycielskie dla wszystkich form życia w morzu i na lądzie.
Naukowcy od dawna wiążą to masowe wymieranie z ogromnymi erupcjami wulkanów na terenie dzisiejszej Syberii. Powstałe w ten sposób emisje dwutlenku węgla gwałtownie przyspieszyły ocieplenie klimatu, co doprowadziło do powszechnej stagnacji i załamania się ekosystemów morskich i lądowych.
Ale przyczyna, dla której życie na lądzie, w tym rośliny i zazwyczaj odporne owady, cierpiało tak samo mocno, pozostaje tajemnicą.
Współautor główny, dr Alexander Farnsworth, starszy współpracownik naukowy na Uniwersytecie w Bristolu, powiedział: „Samo ocieplenie klimatu nie może spowodować tak niszczycielskich wymierań, ponieważ, jak widzimy dzisiaj, gdy tropiki stają się zbyt gorące, gatunki migrują do chłodniejszych, wyższych szerokości geograficznych. Nasze badania wykazały, że zwiększone stężenie gazów cieplarnianych nie tylko sprawia, że większość planety jest cieplejsza, ale także zwiększa zmienność pogody i klimatu, czyniąc ją jeszcze bardziej „dziką” i trudną do przetrwania dla życia”.
Katastrofa permsko-triasowa pokazuje, że problem globalnego ocieplenia to nie tylko kwestia nieznośnego wzrostu temperatury, ale także gwałtownych zmian warunków atmosferycznych na przestrzeni dziesięcioleci.
„Większość życia nie przystosowała się do tych warunków, ale na szczęście przetrwało kilka rzeczy, bez których nie byłoby nas tu dzisiaj. To był prawie, ale nie do końca, koniec życia na Ziemi” – powiedział współautor główny, profesor Yadong Sun z China University of Geosciences w Wuhan.
Skala ocieplenia permsko-triasowego została ujawniona poprzez badanie izotopów tlenu w skamieniałym materiale zębów maleńkich wymarłych organizmów pływających zwanych konodontami. Badając zapisy temperatur konodontów z całego świata, naukowcy byli w stanie wykazać niezwykłe załamanie się gradientów temperatury na niskich i średnich szerokościach geograficznych.
Dr Farnsworth, który wykorzystał pionierskie modelowanie klimatu do oceny wyników, powiedział: „Zasadniczo wszędzie zrobiło się za gorąco. Zmiany odpowiedzialne za zidentyfikowane wzorce klimatyczne były głębokie, ponieważ wystąpiło znacznie więcej intensywnych i długotrwałych zjawisk El Niño niż zaobserwowano dzisiaj. Gatunki po prostu nie były przygotowane do adaptacji lub ewolucji wystarczająco szybko”.
W ostatnich latach zjawiska El Niño spowodowały duże zmiany w opadach deszczu i temperaturze. Na przykład ekstremalne zjawiska pogodowe, które spowodowały falę upałów w Ameryce Północnej w czerwcu 2024 r., gdy temperatury były o około 15°C wyższe niż zwykle. Lata 2023–2024 były również jednym z najgorętszych lat w historii pomiarów na świecie z powodu silnego zjawiska El Niño na Pacyfiku, które zostało dodatkowo pogłębione przez zwiększone stężenie CO2 wywołane przez człowieka, powodując katastrofalną suszę i pożary na całym świecie.
„Na szczęście takie wydarzenia jak dotąd trwały tylko rok lub dwa lata. Podczas kryzysu permsko-triasowego El Niño utrzymywało się znacznie dłużej, co spowodowało dekadę powszechnej suszy, po której nastąpiły lata powodzi. Zasadniczo klimat był wszędzie, co bardzo utrudniało adaptację jakimkolwiek gatunkom” – współautor Paul Wignall, profesor paleośrodowisk na Uniwersytecie w Leeds.
Wyniki modelowania klimatycznego pomagają również wyjaśnić, dlaczego w warstwach skalnych z tego wieku znajdowało się dużo węgla drzewnego.
„Pożary lasów stają się bardzo powszechne, jeśli masz klimat podatny na suszę. Ziemia utknęła w stanie kryzysowym, w którym ziemia płonęła, a oceany stały w miejscu. Nie było gdzie się ukryć” – dodał współautor, profesor David Bond, paleontolog z University of Hull.
Naukowcy zaobserwowali, że w całej historii Ziemi miało miejsce wiele erupcji wulkanicznych podobnych do tych, które miały miejsce na Syberii. Wiele z nich doprowadziło do wymierania gatunków, ale żadne nie doprowadziło do kryzysu na skalę wydarzenia z okresu permsko-triasowego.
Odkryli, że wymieranie permsko-triasowe było tak różne, ponieważ te mega-El Niño wytworzyły dodatnie sprzężenie zwrotne na klimat, co doprowadziło do niewiarygodnie ciepłych warunków, począwszy od tropików, a następnie dalej, co spowodowało obumieranie roślinności. Rośliny są niezbędne do usuwania CO2 z atmosfery, a także do budowy sieci pokarmowej, a jeśli obumrą, to samo stanie się z jednym z mechanizmów Ziemi, który zapobiega gromadzeniu się CO2 w atmosferze w wyniku ciągłego wulkanizmu.
Pomaga to również wyjaśnić zagadkę masowego wymierania w okresie permu i triasu, kiedy to wymieranie na lądzie nastąpiło dziesiątki tysięcy lat przed wymieraniem w oceanach.
„Choć początkowo oceany były chronione przed wzrostem temperatury, potężne zjawisko El Niño spowodowało, że temperatury na lądzie przekroczyły tolerancję termiczną większości gatunków w tak szybkim tempie, że nie zdążyły się one przystosować” – wyjaśnia dr Sun.
„Przetrwać mogły tylko gatunki, które potrafiły szybko migrować, a nie było wielu gatunków roślin i zwierząt, które potrafiłyby to zrobić”.
Masowe wymierania, choć rzadkie, stanowią istotę naturalnego systemu Ziemi, który zmienia bieg życia i ewolucji na inne tory.
„Masowe wymieranie permo-triasowe, chociaż było niszczycielskie, ostatecznie doprowadziło do pojawienia się dinozaurów, które stały się dominującym gatunkiem, podobnie jak masowe wymieranie kredowe doprowadziło do powstania ssaków i ludzi” – podsumował dr Farnsworth.