24 просмотров

Что вызвало крупнейшее массовое вымирание на Земле?

Ученые до сих пор спорят, что сделало земные океаны настолько негостеприимными для жизни, что около 96 процентов морских видов вымерло в конце пермского периода. Новое исследование показывает, что «Великое вымирание» было вызвано глобальным потеплением, из-за которого океанские животные не могли дышать.

BY Ханна Хики, Вашингтонский университет
Часы 06 декабря 2018 г.

Крупнейшее вымирание в истории Земли ознаменовало конец пермского периода, около 252 миллионов лет назад. Задолго до появления динозавров наша планета была населена растениями и животными, которые в основном были уничтожены после серии массивных извержений вулканов в Сибири.

Окаменелости в древних породах морского дна демонстрируют процветающую и разнообразную морскую экосистему, а затем ряд трупов. Около 96 процентов морских видов были уничтожены во время «Великого вымирания», за которым последовали миллионы лет, когда жизнь должна была снова размножаться и диверсифицироваться.

До сих пор ведутся споры о том, что именно сделало океаны негостеприимными для жизни — высокая кислотность воды, отравление металлами и сульфидами, полное отсутствие кислорода или просто более высокие температуры.

Новое исследование Вашингтонского и Стэнфордского университетов объединяет модели условий океана и метаболизма животных с опубликованными лабораторными данными и палеоокеанографическими записями, чтобы показать, что пермское массовое вымирание в океанах было вызвано глобальным потеплением, из-за которого животные не могли дышать. По мере повышения температуры и ускорения метаболизма морских животных более теплые воды не могли удерживать достаточное количество кислорода для их выживания. Исследование опубликовано в номере журнала от 7 декабря. Наука.

«Это первый раз, когда мы сделали механистический прогноз о том, что вызвало вымирание, которое можно напрямую проверить с помощью летописи окаменелостей, что затем позволяет нам делать прогнозы о причинах вымирания в будущем», — сказал первый автор Джастин Пенн. , докторант Университета Вашингтона в области океанографии.

Большой значок пунктуации цитаты

Нам никогда не удавалось получить такое представление о том, как именно и почему разные факторы стресса воздействовали на разные части мирового океана.

Эрик Сперлинг Доцент геологических наук

Статья в тему:  Всплеск, как прогрессировать в ядерной

Исследователи создали климатическую модель с конфигурацией Земли во время пермского периода, когда массивы суши были объединены в суперконтинент Пангея. До того, как непрекращающиеся извержения вулканов в Сибири создали планету с парниковым газом, температура океанов и уровень кислорода были такими же, как сегодня. Затем исследователи подняли парниковые газы в модели до уровня, необходимого для повышения температуры тропического океана на поверхности примерно на 10 градусов по Цельсию (20 градусов по Фаренгейту), что соответствовало условиям того времени.

Модель воспроизводит результирующие резкие изменения в океанах. Океаны потеряли около 80 процентов своего кислорода. Примерно половина морского дна океанов, в основном на более глубоких глубинах, стала полностью бескислородной.

Чтобы проанализировать воздействие на морские виды, исследователи рассмотрели различную чувствительность к кислороду и температуре 61 современного морского вида, включая ракообразных, рыб, моллюсков, кораллов и акул, используя опубликованные лабораторные измерения. Ожидается, что устойчивость современных животных к высокой температуре и низкому содержанию кислорода будет такой же, как у пермских животных, поскольку они эволюционировали в сходных условиях окружающей среды. Затем исследователи объединили черты вида с моделированием палеоклимата, чтобы предсказать географию исчезновения.

«Очень немногие морские организмы оставались в той же среде обитания, в которой они жили — либо бегут, либо погибают», — сказал второй автор Кертис Дойч, доцент океанографии Университета Вашингтона.

По словам соавтора исследования Джонатана Пейна, профессора геологических наук Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth), «расхожее мнение в палеонтологическом сообществе состоит в том, что пермское вымирание было особенно тяжелым в тропических водах. ” Тем не менее, модель показывает, что больше всего пострадали организмы, наиболее чувствительные к кислороду, обитающие вдали от тропиков. Многие виды, жившие в тропиках, также вымерли в этой модели, но она предсказывает, что виды, обитающие в высоких широтах, особенно с высоким потреблением кислорода, были почти полностью уничтожены.

Статья в тему:  Какие доказательства того, что Вселенная расширяется

Палео

Исследование основано на предыдущей работе под руководством Дойча, показывающей, что по мере нагревания океанов метаболизм морских животных ускоряется, а это означает, что им требуется больше кислорода, а более теплая вода удерживает меньше. Это более раннее исследование показывает, как более теплые океаны отталкивают животных от тропиков.

Чтобы проверить это предсказание, Пейн и соавтор Эрик Сперлинг, доцент кафедры геологических наук в Stanford Earth, проанализировали распределение окаменелостей поздней перми из базы данных палеобиологии, виртуального архива опубликованных коллекций окаменелостей. Летопись окаменелостей показывает, где виды находились до вымирания, а какие были полностью уничтожены или ограничены частью их прежней среды обитания.

Летопись окаменелостей подтверждает, что во время этого события больше всего пострадали виды, живущие далеко от экватора. «Признаком этого механизма гибели, потепления климата и потери кислорода, является географическая закономерность, предсказанная моделью, а затем обнаруженная в окаменелостях», — сказал Пенн. «Согласие между ними указывает на то, что этот механизм потепления климата и потери кислорода был основной причиной вымирания».

«Нам никогда не удавалось получить такое представление о том, как именно и почему разные факторы стресса воздействовали на разные части мирового океана», — сказал Сперлинг, доцент кафедры геологических наук Стэнфордского университета Земли. «Это было действительно интересно увидеть».

Новое исследование сочетает в себе изменяющиеся условия океана с метаболическими потребностями различных животных при разных температурах. Результаты показывают, что наиболее серьезные последствия кислородного голодания испытывают виды, живущие вблизи полюсов.

Статья в тему:  Как долго искусственный интеллект фильм

«Поскольку метаболизм тропических организмов уже был адаптирован к довольно теплым условиям с низким содержанием кислорода, они могли покинуть тропики и найти такие же условия где-то еще», — сказал Дойч. «Но если организм был приспособлен к холодной, богатой кислородом среде, то эти условия перестали существовать в мелководных океанах».

Большой значок пунктуации цитаты

В палеонтологическом сообществе общепринято мнение, что пермское вымирание было особенно серьезным в тропических водах.

Джонатан Пейн Профессор геологических наук и, любезно, биологии

Так называемые «мертвые зоны», полностью лишенные кислорода, в основном находились ниже глубин, где обитали виды, и играли меньшую роль в показателях выживания.

«В конце концов выяснилось, что размер мертвых зон действительно не является ключевым моментом для вымирания», — сказал Дойч. «Мы часто думаем об аноксии, полном отсутствии кислорода, как о условии, необходимом для повсеместной непригодности для жизни. к бескислородному».

Потепление, ведущее к недостатку кислорода, объясняет более половины потерь морского разнообразия. Авторы говорят, что в качестве дополнительных причин, вероятно, выступали другие изменения, такие как закисление или сдвиги в продуктивности фотосинтезирующих организмов.

Ситуация в поздней перми — увеличение количества парниковых газов в атмосфере, создающих более высокие температуры на Земле — аналогична сегодняшнему дню.

«Согласно обычным сценариям выбросов, к 2100 году потепление в верхних слоях океана приблизится к 20 процентам потепления в конце пермского периода, а к 2300 году оно достигнет от 35 до 50 процентов», — сказал Пенн. «Это исследование подчеркивает возможность массового вымирания, возникающего из-за аналогичного механизма при антропогенном изменении климата».

Статья в тему:  Как парниковый эффект студента-математика

Исследование финансировалось Фондом Гордона и Бетти Мур и Национальным научным фондом.

Узнать больше Л

Наука о вымирании

Сборник исследований и выводов экспертов из Стэнфорда, которые разгадывают тайны и механизмы вымирания и выживания в глубоком прошлом Земли и рисуют все более подробную картину жизни, находящейся сейчас на грани.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x