Benjamin J. W. Mills**
και Andrew Merdith***
Πριν από περίπου 252 εκατομμύρια χρόνια, σχεδόν όλη η ζωή στη Γη εξαφανίστηκε.
Γνωστή ως η Μαζική Πέρμια-Τριασική Εξαφάνιση (ή ως «Ο Μεγάλος Θάνατος«) αυτή ήταν η πιο καταστροφική από τις πέντε μαζικές εξαφανίσεις που έχουν αναγνωριστεί στα τελευταία 539 εκατομμύρια χρόνια της ιστορίας του πλανήτη μας.
Έως και το 94% των θαλάσσιων ειδών και το 70% των χερσαίων οικογενειών σπονδυλωτών εξαφανίστηκαν. Τα τροπικά δάση – τα οποία χρησίμευαν, όπως και σήμερα, ως σημαντικές δεξαμενές άνθρακα που βοήθησαν στη ρύθμιση της θερμοκρασίας του πλανήτη – υπέστησαν επίσης τεράστιες απώλειες.
Οι επιστήμονες συμφωνούν εδώ και καιρό πως αυτή η καταστροφή πυροδοτήθηκε από μια ξαφνική αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου που οδήγησε σε μια έντονη και ταχεία θέρμανση της Γης. Αλλά αυτό που παρέμεινε μυστήριο είναι γιατί αυτές οι εξαιρετικά θερμές συνθήκες παρέμειναν για εκατομμύρια χρόνια.
Η νέα μας εργασία, που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature Communications, παρέχει μια απάντηση. Η παρακμή των τροπικών δασών παγίδευσε τη Γη σε μια κατάσταση θερμοκηπίου, επιβεβαιώνοντας την υποψία των επιστημόνων ότι όταν το κλίμα του πλανήτη μας ξεπερνά ορισμένα «σημεία καμπής», είναι δυνατόν να ακολουθήσει μία πραγματικά καταστροφική οικολογική κατάρρευση.
Μια τεράστια έκρηξη
Η Μαζική Εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου πυροδοτήθηκε από μία έκρηξη τεράστιων ποσοτήτων λιωμένου βράχου στις «Σιβηρικές Παγίδες» (σ.Π/Β: Περιοχή στην Ρωσσία, εκτεινόμενη σε περισσότερα από 1,3 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα, που εμφάνισε περίπου ένα εκατομμύριο έτη έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας). Αυτές οι ποσότες λιωμένου βράχου εξερράγησαν σε μια ιζηματογενή λεκάνη, πλούσια σε οργανική ύλη.
Ο λιωμένος βράχος ήταν αρκετά θερμός ώστε να λιώσει τα γύρω πετρώματα και να απελευθερώσει τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης, σε μια περίοδο μεταξύ 50.000 και 500.000 ετών. Αυτή η ταχεία αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης και η επακόλουθη αύξηση της θερμοκρασίας θεωρείται ως ο κύριος μηχανισμός θανάτωσης του μεγαλύτερου μέρους της ζωής εκείνη την εποχή.
Στην ξηρά, πιστεύεται ότι οι θερμοκρασίες της επιφάνειας αυξήθηκαν έως και 6°C έως 10°C – πολύ γρήγορα για να εξελιχθούν και να προσαρμοστούν πολλές μορφές ζωής. Σε άλλες παρόμοιες εκρήξεις, το κλιματικό σύστημα συνήθως επιστρέφει στην προηγούμενη κατάστασή του εντός 100.000 έως ενός εκατομμυρίου ετών.
Αλλά αυτές οι συνθήκες «υπερθερμοκηπίου», οι οποίες οδήγησαν σε μέσες θερμοκρασίες επιφανείας στον ισημερινό άνω των 34°C (περίπου 8°C θερμότερες από την τρέχουσα μέση θερμοκρασία στον ισημερινό), παρέμειναν για περίπου πέντε εκατομμύρια χρόνια. Στη μελέτη μας, προσπαθήσαμε να απαντήσουμε στο γιατί.
Τα δάση εξαφανίζονται
Εξετάσαμε το αρχείο απολιθωμάτων ενός ευρέος φάσματος χερσαίων φυτικών βιοσυστημάτων, όπως άνυδρα, τροπικά, υποτροπικά, εύκρατα και θαμνώδη. Αναλύσαμε πώς άλλαξαν τα βιοσυστήματα από την περίοδο λίγο πριν από την Μαζική Εξαφάνιση, μέχρι περίπου οκτώ εκατομμύρια χρόνια μετά.
Υποθέσαμε ότι η Γη θερμάνθηκε πολύ γρήγορα, οδηγώντας στον θάνατο της βλάστησης στα χαμηλά εώς μεσαία γεωγραφικά πλάτη, ειδικά των τροπικών δασών. Αυτό οδήγησε, στη σημαντική μείωση της αποτελεσματικότητας του κύκλου του οργανικού άνθρακα αμέσως μετά τις ηφαιστειακές εκρήξεις.
Τα φυτά, επειδή δεν μπορούν απλά να σηκωθούν και να περπατήσουν, επηρεάστηκαν πολύ έντονα από τις μεταβαλλόμενες συνθήκες.
Πριν από το καταστροφικό συμβάν, υπήρξαν πολλοί τυρφώνες (σ.Π/Β: είδος βάλτων που αποθηκεύουν εώς και το 30% του συνολικού άνθρακα που περιέχεται στο έδαφος) και τροπικά και υποτροπικά δάση γύρω από τον ισημερινό, που απορροφούσαν άνθρακα.
Ωστόσο, όταν ανακατασκευάσαμε τα απολιθώματα φυτών από την επιτόπια έρευνα, τα αρχεία και τις βάσεις δεδομένων γύρω από το συμβάν, είδαμε ότι αυτά τα βιοσυστήματα είχαν εξαφανιστεί εντελώς από τις τροπικές ηπείρους. Αυτό οδήγησε σε ένα «κενό άνθρακα» πολλών εκατομμυρίων ετών στο γεωλογικό αρχείο.
Αυτά τα δάση αντικαταστάθηκαν από μικροσκοπικά λυκόποδα, ύψους μόνο δύο έως 20 εκατοστών (σ.Π/Β: Τα παλαιότερα σωζόμενα αγγειακά φυτά, δλσ. φυτά που έχουν εξειδικευμένους ιστούς για τη μεταφορά νερού, ορυκτών και φωτοσυνθετικών προϊόντων μέσω του φυτού. Συχνά ονομάζονται «Ανώτερα φυτά»).
Θύλακες μεγαλύτερων φυτών παρέμειναν σε περιοχές εγγύτερα προς τους πόλους, σε παράκτιες και σε ελαφρώς ορεινές περιοχές όπου η θερμοκρασία ήταν ελαφρώς χαμηλότερη. Μετά από περίπου πέντε εκατομμύρια χρόνια, είχαν ως επί το πλείστον επαναποικίσει τη Γη. Ωστόσο, αυτοί οι τύποι φυτών ήταν επίσης λιγότερο αποτελεσματικοί στη δέσμευση άνθρακα στον οργανικό κύκλο του άνθρακα.
Αυτό είναι ανάλογο από ορισμένες απόψεις με την εξέταση του αντίκτυπου της αντικατάστασης όλων των τροπικών δασών σήμερα με τη χλωρίδα των θάμνων mallee και spinifex που θα μπορούσαμε να περιμένουμε να δούμε στην αυστραλιανή ενδοχώρα.
Τέλος, τα δάση επιστρέφουν.
Χρησιμοποιώντας στοιχεία από τη σημερινή εποχή, εκτιμήσαμε τον ρυθμό με τον οποίο τα φυτά απορροφούν το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα και το αποθηκεύουν ως οργανική ύλη κάθε διαφορετικού βιοτόμου (ή την «Καθαρή Πρωτογενή Παραγωγικότητά» του) που προτάθηκε στο αρχείο απολιθωμάτων.
Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε ένα πρόσφατα αναπτυγμένο μοντέλο κύκλου άνθρακα που ονομάζεται SCION για να ελέγξουμε αριθμητικά την υπόθεσή μας. Όταν αναλύσαμε τα αποτελέσματα του μοντέλου μας, διαπιστώσαμε ότι η αρχική αύξηση της θερμοκρασίας από τις Σιβηρικές Παγίδες διατηρήθηκε για πέντε έως έξι εκατομμύρια χρόνια μετά το συμβάν λόγω της μείωσης της Καθαρής Πρωτογενούς Παραγωγικότητας.
Η Γη άρχισε σιγά σιγά να βγαίνει από τις συνθήκες του υπερθερμοκηπίου μόνο αφού αποκαταστάθηκαν τα φυτά και επανεκκίνησε ο κύκλος του οργανικού άνθρακα.
Διατηρώντας την κλιματική ισορροπία.
Είναι πάντα δύσκολο να βρίσκουμε αναλογίες μεταξύ της κλιματικής αλλαγής του παρελθόντος στα γεωλογικό αρχεία και αυτού που βιώνουμε σήμερα. Αυτό συμβαίνει επειδή η έκταση των αλλαγών του παρελθόντος μετριέται συνήθως σε διάστημα δεκάδων έως εκατοντάδων χιλιάδων ετών, ενώ σήμερα βιώνουμε αλλαγές σε διάστημα δεκαετιών έως αιώνων.
Ωστόσο, ένα βασικό συμπέρασμα της εργασίας μας είναι ότι η ζωή στη Γη, αν και ανθεκτική, δεν είναι σε θέση να ανταποκριθεί σε μαζικές αλλαγές που συμβαίνουν σε σύντομες χρονικές κλίμακες, χωρίς δραστικές αναδιαμορφώσεις του βιοτικού τοπίου.
Στην περίπτωση της Μαζικής Εξαφάνισης της Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου, τα φυτά δεν μπόρεσαν να ανταποκριθούν σε μια χρονική περίοδο αλλαγής μεταξύ 1.000 έως 10.000 ετών. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα Μεγάλο Συμβάν Εξαφάνισης.
Συνολικά, τα αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν πόσο σημαντικά είναι τα τροπικά και υποτροπικά φυτικά βιοσυστήματα και περιβάλλοντα για τη διατήρηση της κλιματικής ισορροπίας. Με τη σειρά τους, δείχνουν πώς η απώλεια αυτών των βιοσυστημάτων μπορεί να συμβάλει στην περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας του κλίματος – και να λειτουργήσει ως ένα καταστροφικό σημείο καμπής του κλίματος.
*Ερευνήτρια στη Σχολή Γης και Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου του Λιντς
**Καθηγητής Εξέλιξης του Γήινου Συστήματος στο Πανεπιστήμιο του Λιντς
***Υπότροφος DECRA στην Σχολή Επιστημών της Γης του Πανεπιστημίου της Αδελαΐδας
Απόδοση: Πετροβούβαλος/Αβέρωφ
Πηγή για το πρωτότυπο: The Conversation
(αναδημοσιεύεται υπό την άδεια Creative Commons)
Η εικόνα δημιουργήθηκε για τον Αβέρωφ με χρήση προγράμματος Τεχνητής Νοημοσύνης.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου