Odkryto nowe masowe wymieranie gatunków

 

 Odkryto nowe masowe wymieranie gatunków, które 233 miliony lat temu eliminuje życie i prowadzi do rozwoju dinozaurów.

 Prawie każdy wie, że dinozaury szybko wyginęły po uderzeniu asteroidy około 66 milionów lat temu. Wygląda jednak na to, że wcześniejsze wyginięcie przed pojawieniem się dinozaurów utorowało drogę do ich długiego panowania. To wymarcie miało miejsce około 233 miliony lat temu.
A naukowcy dopiero teraz to odkryli.
Wymieranie miało miejsce podczas tak zwanego okresu rzeki Carnian Pluvial (CPE). Naukowcy badali ten okres już wcześniej, ponieważ wiedzieli, że wtedy klimat gwałtownie się zmienił. Zmiana klimatu była prawdopodobnie wywołana dużą aktywnością wulkaniczną, która spowodowała powstanie dużych terenów magmowych (LIP). Teraz zespół badaczy przeprowadził dokładny przegląd dowodów geologicznych i paleontologicznych z tamtego czasu i doszedł do wniosku, że miało miejsce masowe wymieranie.
Tytuł nowych badań to: „Wymieranie i świt współczesnego świata w regionie Kraińskim (późny trias)”. Głównymi autorami są Jacopo Dal Corso z Chińskiego Uniwersytetu Nauk o Ziemi w Wuhan i Mike Benton ze Szkoły Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Bristolu. Nowe badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Science Advances.
Znaczna część zachodniego wybrzeża Ameryki Północnej składa się z bazaltu wulkanicznego. To wynik masowych erupcji wulkanów, które utworzyły tak zwaną prowincję Wrangellia. Prowincja Wrangellia powstała od środkowego do późnego triasu jako oceaniczny rejon magmowy i stała się częścią Ameryki Północnej w późnej jurze lub wczesnej kredzie.

 Wrangellia to terrane łukowy znajdujący się na zachodnim wybrzeżu Ameryki Północnej, rozciągający się od wyspy Vancouver do centralnej Alaski. Podkreślono tutaj południową Wrangellię, znaną również jako Wrangell. Źródło zdjęcia: Fama Clamosa

 Autorzy nowych badań twierdzą, że erupcje, które stworzyły Wrangellię, spowodowały również znaczące zmiany klimatyczne, a globalne ocieplenie doprowadziło do śmierci wielu gatunków na świecie, torując drogę dinozaurom.
„Erupcje osiągnęły szczyt w regionie Kraina” - napisał Dal Corso w artykule prasowym: „Kilka lat temu studiowałem geochemiczną sygnaturę erupcji i zidentyfikowałem potężne skutki dla atmosfery na całym świecie. Erupcje były tak duże, że spowodowały wyrzucenie ogromnych ilości gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla, i nastąpiły skoki globalnego ocieplenia”.

 Częściowa skala czasu geologicznego Ziemi. Dół jest starszy, góra jest młodsza. Okres triasu rozpoczął się około 252 milionów lat temu wraz z wiekiem induańskim. Okres kredy zakończył się około 72 milionów lat temu, pod koniec wieku mastrychtu. Prowincja Wrangell powstała w środkowo-późnym triasie i dołączyła do Ameryki Północnej pod koniec okresu jurajskiego lub wczesnej kredy. Źródło zdjęcia: Wikipedia

Jedną z pierwszych oznak zmiany klimatu i wymierania w regionie krainy był dowód na przedłużający się okres zwiększonych opadów. Geolodzy po raz pierwszy odkryli te opady w latach 80. XX wieku i sądzili, że trwały około miliona lat. Zmiana klimatu w tym czasie spowodowała poważną utratę różnorodności biologicznej na lądzie i w oceanach.

W wyniku tego wymierania rozszerzyły się lasy iglaste i pojawiły się nowsze gatunki roślin. Ekosystemy Ziemi zaczęły wyglądać bardziej tak jak współczesna Ziemia. Zmiana oznaczała kryzys żywnościowy dla istniejących wtedy roślinożerców.
„Nowa flora prawdopodobnie zapewniła niewielkie zbiory dla ocalałych roślinożernych gadów” - powiedział profesor Mike Benton. - „Zauważyłem zmianę flory i ekologiczną katastrofę wśród roślinożerców w 1983 roku, kiedy ukończyłem doktorat. Teraz wiemy, że dinozaury powstały około 20 milionów lat przed tym wydarzeniem, ale było ich bardzo mało i nie odgrywały większej roli, dopóki nie nastąpił okres nuwialny w regionie Carnian Pluvial. Te nagłe, suche warunki po okresie mokrym dały szansę dinozaurom”.

 To jest zdjęcie formacji Nikolai wzdłuż Glacier Creek w górach Wrangell na Alasce. Jest częścią prowincji Wrangellis Igneous i przedstawia złoże lawy bazaltowej o wysokości około 1000 metrów. Żółta linia przedstawia szczyt bazaltu, a nad nim formacja wapienia. Aktywność wulkaniczna, która stworzyła ten bazalt, spowodowała również gwałtowną zmianę klimatu, tworząc przedłużony okres opadów, czyli Karyjskie Wydarzenie Pluwialne. To wydarzenie wywołało masowe wymieranie.

Źródło zdjęcia: Greene i in., 2008.

 W tym samym czasie pojawiło się kilka nowych gatunków. Okres nad Carnian Pluvial nie tylko stworzył przestrzeń dla dinozaurów. Zaistniały też pierwsze żółwie, krokodyle, jaszczurki i ssaki. W oceanach pojawiły się rafy koralowe, a także wiele współczesnych grup planktonu. Według autorów zmiany w planktonie w oceanach sugerują „głębokie zmiany w chemii oceanu i obiegu węglanów”.

W swoim artykule piszą, że „Powstanie w morzu pierwszych raf skleraktynowych i tworzących skały wapiennych nanofosfali wskazuje na istotne zmiany w chemii oceanów. Na lądzie istniało duże zróżnicowanie i pochodzenie drzew iglastych, owadów, dinozaurów, krokodyli, jaszczurek, żółwi i ssaków ”.

 Podsumowanie głównych wydarzeń wymierania gatunków w czasie, z uwzględnieniem nowego okresu nuwialnego w Krainie, który miał miejsce 233 miliony lat temu. Źródło zdjęcia: © D. Bonadonna / MUSE, Trento.

 „Do tej pory paleontolodzy zidentyfikowali pięć »dużych« masowych wymierań w ciągu ostatnich 500 milionów lat w historii życia” - mówi Jacopo Dal Corso. - „Każdy z nich miał głęboki wpływ na ewolucję Ziemi i życia. Zidentyfikowaliśmy kolejne wielkie wydarzenie wymierania, które najwyraźniej odegrało główną rolę w przywróceniu życia na lądzie i w oceanach, wyznaczając początki współczesnych ekosystemów ”.

Fragment jednej z postaci z opracowania. Przedstawia on okres Carnian Pluvial  na żółto, a eksplozję gatunków dinozaurów zaznaczono czerwoną gwiazdą. <Kliknij zdjęcie, aby zobaczyć całą tabelę> Źródło zdjęcia: Dal Corse et al, 2020.

 Zmiany spowodowane przez milion lat opadów były głębokie. Środowiska lądowe zmieniły się dramatycznie. Europa stała się obszarem zdominowanym przez laguny i jeziora słodkowodne. Na innych obszarach na całym świecie utworzyły się duże systemy rzeczne z obfitymi jeziorami słodkowodnymi oraz rozległymi deltami i sedymentacją. Inny „złożony system paleośrodowiskowy składający się ze wzajemnie połączonych basenów śródlądowych” uformował się według autorów na obszarach takich jak „system szczelin północnoatlantyckich, rozciągający się od Grenlandii po Maroko”.
Zapisy izotopów węgla pokazują, że cykl węgla na Ziemi podlegał powtarzającym się zakłóceniom i perturbacjom podczas CPE. Te same zapisy „wskazują na powtarzające się narastanie ilości węgla zubożonego 13 C oceanach, co mogło zwiększyć CO 2 w atmosferze i prawdopodobnie spowodować globalne ocieplenie” - piszą autorzy w artykule.
Dane dotyczące bioróżnorodności pochodzące z zapisów kopalnych pokazują, że w tym czasie wiele grup bezkręgowców szybko wymierało. Większość innych grup morskich, w tym ślimaki i małże, padło ofiarą podobnych wyginięć.
Wymieranie jest przygnębiające, kiedy myślimy o wszystkich gatunkach, które wyginęły. Odeszły na zawsze. Jednak wymieranie to także odnowa, jak pokazuje ten artykuł.
W swoim podsumowaniu autorzy piszą, że „Dowody wskazują na możliwą kaskadę wydarzeń podobnych do innych masowych zdarzeń: erupcja LIP jako wyzwalacz, uwolnienie gazów wulkanicznych, gwałtowne zmiany temperatury, węgla 13 C, anoksja oceaniczna i poważna przebudowa ekosystemu charakteryzująca się wyginięciem i zróżnicowaniem… ”
CPE zakończył istnienie wielu gatunków, ale zwiastował w pojawienie się bardziej nowoczesnych ekosystemów, w tym ekspansję lasów iglastych na Ziemi. Chociaż wymieranie jest postrzegane jako swego rodzaju niepowodzenie, stanowi ono również nowe możliwości i nisze do wykorzystania przez nowe gatunki. Jak pokazuje artykuł, dinozaury rozmnażały się dopiero po wyginięciu innych.