ziemia
Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2017-05-11
Cztery gazy i koniec świata


Choć masowe wymieranie z końca permu nie jest tak dobrze znane jak zagłada z końca kredy, to pod względem zasięgu nie miało sobie równych. Kryzys permski przetrwało nie więcej niż 10% gatunków, podczas gdy z katastrofy kredowej, tej odpowiedzialnej za zniknięcie dinozaurów, wyszło cało około 50%. Przed 252 mln lat na naszej planecie odbyła się rzeź o apokaliptycznych rozmiarach. Naprawdę niewiele brakowało, aby życie ziemskie przestało istnieć. Jego losy ważyły się długo. Upłynęły miliony lat, zanim przyroda zaczęła otrząsać się z nokautu, i wiele dziesiątek milionów lat, zanim powróciła do wcześniejszego bogactwa gatunków, rodzajów i rodzin. „Ziemskie życie można porównać do wielkiego drzewa, które miliardy lat temu wykiełkowało z pojedynczych gatunków, a potem zaczęło rosnąć i wypuszczać gałęzie w miarę pojawiania się nowych organizmów. Pojedyncze pędy zamierają, ale drzewo wciąż pnie się do góry. Podczas masowych wymierań zniszczeniu ulega część korony, jednak ocalałe partie w końcu zaczynają odrastać i tworzą nową koronę, bujną jak dawniej. U schyłku permu drzewo ziemskiego życia zostało pokaleczone po bestialsku. Na każde 100 konarów ocalało tylko 10. Nie było żadnej gwarancji, że te żałosne resztki okażą się zdolne do przetrwania. Wielkie drzewo życia, którego historia liczyła wówczas ponad 3 mld lat, mogło uschnąć całkowicie” – pisze znany brytyjski paleontolog Michael Benton w swojej najnowszej książce „Gdy życie prawie wymarło”. Co mogło doprowadzić do takich spustoszeń na globie? Jaki czynnik lub też kombinacja czynników potrafiły unicestwić 90% gatunków roślin i zwierząt, a także, co wielce prawdopodobne, aż 90% mikroorganizmów? Benton udzielił na to pytanie dość jednoznacznej odpowiedzi. Jego zdaniem zebrane dotychczas dowody pokazują, że zagłada permska była sprawką największych w dziejach globu erupcji wulkanicznych, po których na Syberii pozostały potężne formacje skał bazaltowych, zwane trapami syberyjskimi. Ale same erupcje, choć gigantyczne, nie wystarczyłyby do wywołania aż tak głębokiego kryzysu – podkreśla naukowiec. Potrzebny był jeszcze jeden czynnik. Jaki? Zanim o nim, najpierw o samych wylewach magmy.   Trapy syberyjskie   U schyłku permu, przed 252 mln lat na Syberii wylało się około 4 mln km3 bazaltowej lawy. Pokryła ona obszar o powierzchni 5 mln km2. Wyobraźmy sobie terytorium Unii Europejskiej powiększone o Ukrainę pokryte bazaltową skorupą o grubości od 400 m do nawet 3 km. Pierwsza sugestia, że to trapy syberyjskie mogą odpowiadać za kryzys permski, pojawiła się w latach 80. ub.w. Oczywiście rosyjscy geolodzy już dawno temu zauważyli, że wulkaniczne warstwy leżą na skałach wieku permskiego z charakterystycznymi dla nich skamieniałościami, co oznacza, że są od nich młodsze. Ale przez większą część XIX w. i sporą XX geolodzy nie za bardzo wierzyli w jakiekolwiek katastrofalne zjawiska w dziejach globu. Katastrofizm trafił do głównego nurtu geologii dopiero po opublikowaniu w 1980 r. przez Luisa Alvareza i jego współpracowników artykułu dowodzącego, że dinozaury zostały „usunięte” z planety w wyniku uderzenia w nią wielkiego meteorytu. Wtedy też zaczęto łączyć trapy syberyjskie z zagładą życia u schyłku permu. Kłopot polegał na tym, że nie wiedziano, ile właściwie liczą one lat. Pierwsze datowania były bardzo niedokładne. Wynikało z nich, że bazalty powstawały przez dziesiątki milionów lat. Stopniowo jednak czas trwania erupcji zawężono do kilkuset tysięcy lat i umieszczono je na granicy permu i triasu, czyli przed 252 mln lat. Dopiero wówczas zaczęto uwzględniać trapy w scenariuszach zagłady permskiej. Były to bardzo różne scenariusze. Niektórzy, jak Australijczyk Ian Campbell, twierdzili, że towarzyszące erupcjom gazy i pyły wulkaniczne odcięły Ziemię od światła słonecznego, a globalny mrok skończył się globalnym chłodem oraz powszechną zagładą życia. Inni, jak Tony Hallam i Paul Wignall, dowodzili, że w owym czasie temperatury na globie raczej wzrosły, i to znacznie, a nie spadły. Wskazywało na to wiele poszlak. Pierwszą była zmiana w proporcji izotopów tlenu w skałach. Wedle owego paleotermometru wzrost temperatur na globie u schyłku permu wyniósł aż 15°C. Na megaocieplenie wskazywały też badania gleb i roślin kopalnych. Z analizy osadów morskich wynikało również, że w oceanach poziom tlenu spadł szybko do bardzo niskiego poziomu (superanoksja). Natomiast analizy izotopów węgla mówiły o dramatycznym spadku produktywności biologicznej. Podsumowując, w krótkim czasie doszło do dramatycznego wzrostu temperatur, zniknięcia większości tlenu z oceanów oraz krachu produktywności biosfery.   Scenariusz zbrodni   Pierwszym, który spróbował złożyć wszystkie puzzle w całość, był wspomniany już Paul Wignall. Twierdził, że kryzys rozpoczął się od wylewów bazaltowych na Syberii, a do globalnego zamieszania doprowadziły różne gazy emitowane podczas erupcji. Wtłaczanie tych gazów do atmosfery nie odbywało się stale, ale od czasu do czasu, kiedy wulkanizm się nasilał. Pojedyncza erupcja, nawet największa, zapewne zostałaby jakoś zaabsorbowana przez planetę. Lecz powtarzające się wielokrotnie wylewy okazały się zbyt trudne do udźwignięcia przez ziemskie ekosystemy. Benton w swojej książce wskazuje cztery gazy odpowiedzialne za katastrofę. Pierwszym był emitowany przez wulkany dwutlenek węgla, który zainicjował globalne ocieplenie i doprowadził do anoksji (niedobór tlenu) w oceanach. Następnie podtrzymywał ten stan przez setki tysięcy lat. Następny był dwutlenek siarki, także ulatniający się z syberyjskich szczelin. Gaz ten krąży w atmosferze krócej niż dwutlenek węgla, ale niewykluczone, że zdążył doprowadzić do krótkotrwałego zlodowacenia niektórych części świata (choć jakichś specjalnych dowodów na to nie ma). Kolejnym gazem mógł być chlor. Działając wspólnie z siarczanami i dwutlenkiem węgla, wywołał kwaśne deszcze. Te  kwaśne nawałnice odpowiadają za zagładę najpierw roślin, a potem zwierząt lądowych. W końcu był też czwarty jeździec permskiej apokalipsy – metan. Po tym, jak emisje dwutlenku węgla doprowadziły do znacznego wzrostu temperatur, chłodne regiony planety znacznie się ociepliły, a tundra odmarzła. Ciepło mogło dotrzeć do zmrożonych rezerwuarów hydratów metanu skrytych na dnie mórz polarnych. W efekcie olbrzymie ilości metanu uniosły się w gigantycznych bąblach ku powierzchni oceanów. Metan dodatkowo podgrzał atmosferę, co doprowadziło do odmrożenia kolejnych hydratów. Cieplarniana spirala nakręcała się coraz szybciej. Naturalne procesy stabilizujące system ziemski, w tym poziom węgla w atmosferze, zostały sparaliżowane i ostatecznie sytuacja wymknęła się spod kontroli, co skończyło się największą zagładą życia w historii Ziemi.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 03/2017 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
09/2017
10/2017
Kalendarium
Wrzesień
21
W 2003 r. amerykańska sonda kosmiczna Galileo spłonęła w atmosferze Jowisza.
Warto przeczytać
Grafika komputerowa zazwyczaj kojarzy się z wyretuszowanymi zdjęciami modeli i modelek. W rzeczywistości daje nam o wiele większe możliwości.
Piksele, wektory i inne stwory to wprowadzenie do grafiki komputerowej dla dzieci i nie tylko.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2017-05-11
Cztery gazy i koniec świata


Choć masowe wymieranie z końca permu nie jest tak dobrze znane jak zagłada z końca kredy, to pod względem zasięgu nie miało sobie równych. Kryzys permski przetrwało nie więcej niż 10% gatunków, podczas gdy z katastrofy kredowej, tej odpowiedzialnej za zniknięcie dinozaurów, wyszło cało około 50%. Przed 252 mln lat na naszej planecie odbyła się rzeź o apokaliptycznych rozmiarach. Naprawdę niewiele brakowało, aby życie ziemskie przestało istnieć. Jego losy ważyły się długo. Upłynęły miliony lat, zanim przyroda zaczęła otrząsać się z nokautu, i wiele dziesiątek milionów lat, zanim powróciła do wcześniejszego bogactwa gatunków, rodzajów i rodzin. „Ziemskie życie można porównać do wielkiego drzewa, które miliardy lat temu wykiełkowało z pojedynczych gatunków, a potem zaczęło rosnąć i wypuszczać gałęzie w miarę pojawiania się nowych organizmów. Pojedyncze pędy zamierają, ale drzewo wciąż pnie się do góry. Podczas masowych wymierań zniszczeniu ulega część korony, jednak ocalałe partie w końcu zaczynają odrastać i tworzą nową koronę, bujną jak dawniej. U schyłku permu drzewo ziemskiego życia zostało pokaleczone po bestialsku. Na każde 100 konarów ocalało tylko 10. Nie było żadnej gwarancji, że te żałosne resztki okażą się zdolne do przetrwania. Wielkie drzewo życia, którego historia liczyła wówczas ponad 3 mld lat, mogło uschnąć całkowicie” – pisze znany brytyjski paleontolog Michael Benton w swojej najnowszej książce „Gdy życie prawie wymarło”. Co mogło doprowadzić do takich spustoszeń na globie? Jaki czynnik lub też kombinacja czynników potrafiły unicestwić 90% gatunków roślin i zwierząt, a także, co wielce prawdopodobne, aż 90% mikroorganizmów? Benton udzielił na to pytanie dość jednoznacznej odpowiedzi. Jego zdaniem zebrane dotychczas dowody pokazują, że zagłada permska była sprawką największych w dziejach globu erupcji wulkanicznych, po których na Syberii pozostały potężne formacje skał bazaltowych, zwane trapami syberyjskimi. Ale same erupcje, choć gigantyczne, nie wystarczyłyby do wywołania aż tak głębokiego kryzysu – podkreśla naukowiec. Potrzebny był jeszcze jeden czynnik. Jaki? Zanim o nim, najpierw o samych wylewach magmy.   Trapy syberyjskie   U schyłku permu, przed 252 mln lat na Syberii wylało się około 4 mln km3 bazaltowej lawy. Pokryła ona obszar o powierzchni 5 mln km2. Wyobraźmy sobie terytorium Unii Europejskiej powiększone o Ukrainę pokryte bazaltową skorupą o grubości od 400 m do nawet 3 km. Pierwsza sugestia, że to trapy syberyjskie mogą odpowiadać za kryzys permski, pojawiła się w latach 80. ub.w. Oczywiście rosyjscy geolodzy już dawno temu zauważyli, że wulkaniczne warstwy leżą na skałach wieku permskiego z charakterystycznymi dla nich skamieniałościami, co oznacza, że są od nich młodsze. Ale przez większą część XIX w. i sporą XX geolodzy nie za bardzo wierzyli w jakiekolwiek katastrofalne zjawiska w dziejach globu. Katastrofizm trafił do głównego nurtu geologii dopiero po opublikowaniu w 1980 r. przez Luisa Alvareza i jego współpracowników artykułu dowodzącego, że dinozaury zostały „usunięte” z planety w wyniku uderzenia w nią wielkiego meteorytu. Wtedy też zaczęto łączyć trapy syberyjskie z zagładą życia u schyłku permu. Kłopot polegał na tym, że nie wiedziano, ile właściwie liczą one lat. Pierwsze datowania były bardzo niedokładne. Wynikało z nich, że bazalty powstawały przez dziesiątki milionów lat. Stopniowo jednak czas trwania erupcji zawężono do kilkuset tysięcy lat i umieszczono je na granicy permu i triasu, czyli przed 252 mln lat. Dopiero wówczas zaczęto uwzględniać trapy w scenariuszach zagłady permskiej. Były to bardzo różne scenariusze. Niektórzy, jak Australijczyk Ian Campbell, twierdzili, że towarzyszące erupcjom gazy i pyły wulkaniczne odcięły Ziemię od światła słonecznego, a globalny mrok skończył się globalnym chłodem oraz powszechną zagładą życia. Inni, jak Tony Hallam i Paul Wignall, dowodzili, że w owym czasie temperatury na globie raczej wzrosły, i to znacznie, a nie spadły. Wskazywało na to wiele poszlak. Pierwszą była zmiana w proporcji izotopów tlenu w skałach. Wedle owego paleotermometru wzrost temperatur na globie u schyłku permu wyniósł aż 15°C. Na megaocieplenie wskazywały też badania gleb i roślin kopalnych. Z analizy osadów morskich wynikało również, że w oceanach poziom tlenu spadł szybko do bardzo niskiego poziomu (superanoksja). Natomiast analizy izotopów węgla mówiły o dramatycznym spadku produktywności biologicznej. Podsumowując, w krótkim czasie doszło do dramatycznego wzrostu temperatur, zniknięcia większości tlenu z oceanów oraz krachu produktywności biosfery.   Scenariusz zbrodni   Pierwszym, który spróbował złożyć wszystkie puzzle w całość, był wspomniany już Paul Wignall. Twierdził, że kryzys rozpoczął się od wylewów bazaltowych na Syberii, a do globalnego zamieszania doprowadziły różne gazy emitowane podczas erupcji. Wtłaczanie tych gazów do atmosfery nie odbywało się stale, ale od czasu do czasu, kiedy wulkanizm się nasilał. Pojedyncza erupcja, nawet największa, zapewne zostałaby jakoś zaabsorbowana przez planetę. Lecz powtarzające się wielokrotnie wylewy okazały się zbyt trudne do udźwignięcia przez ziemskie ekosystemy. Benton w swojej książce wskazuje cztery gazy odpowiedzialne za katastrofę. Pierwszym był emitowany przez wulkany dwutlenek węgla, który zainicjował globalne ocieplenie i doprowadził do anoksji (niedobór tlenu) w oceanach. Następnie podtrzymywał ten stan przez setki tysięcy lat. Następny był dwutlenek siarki, także ulatniający się z syberyjskich szczelin. Gaz ten krąży w atmosferze krócej niż dwutlenek węgla, ale niewykluczone, że zdążył doprowadzić do krótkotrwałego zlodowacenia niektórych części świata (choć jakichś specjalnych dowodów na to nie ma). Kolejnym gazem mógł być chlor. Działając wspólnie z siarczanami i dwutlenkiem węgla, wywołał kwaśne deszcze. Te  kwaśne nawałnice odpowiadają za zagładę najpierw roślin, a potem zwierząt lądowych. W końcu był też czwarty jeździec permskiej apokalipsy – metan. Po tym, jak emisje dwutlenku węgla doprowadziły do znacznego wzrostu temperatur, chłodne regiony planety znacznie się ociepliły, a tundra odmarzła. Ciepło mogło dotrzeć do zmrożonych rezerwuarów hydratów metanu skrytych na dnie mórz polarnych. W efekcie olbrzymie ilości metanu uniosły się w gigantycznych bąblach ku powierzchni oceanów. Metan dodatkowo podgrzał atmosferę, co doprowadziło do odmrożenia kolejnych hydratów. Cieplarniana spirala nakręcała się coraz szybciej. Naturalne procesy stabilizujące system ziemski, w tym poziom węgla w atmosferze, zostały sparaliżowane i ostatecznie sytuacja wymknęła się spod kontroli, co skończyło się największą zagładą życia w historii Ziemi.