Tolles Sterben: Fossilien enthüllen, warum die Erde seit Millionen von Jahren extrem heiß war

Vor etwa 252 Millionen Jahren verschwand fast alles Leben auf der Erde.

Bekannt als das Aussterben der Perm -Trias -Massenmasse – oder das große Sterbende – war dies der katastrophalste der fünf Massenaussterben, die in den letzten 539 Millionen Jahren der Geschichte unseres Planeten anerkannt wurden.

Bis zu 94 Prozent der Meeresarten und 70 Prozent der terrestrischen Wirbeltierfamilien wurden ausgelöscht. Tropische Wälder – die wie heute als wichtige Kohlenstoffsenken dienten, die dazu beitrugen, die Temperatur des Planeten zu regulieren, verzeichneten ebenfalls massive Rückgänge.

Die Wissenschaftler haben sich lange zugestimmt, dass dieses Ereignis durch einen plötzlichen Anstieg der Treibhausgase ausgelöst wurde, was zu einer intensiven und schnellen Erwärmung der Erde führte. Aber was ein Rätsel geblieben ist, ist, warum diese extrem heißen Bedingungen seit Millionen von Jahren bestehen.

Unser neues Papier, veröffentlicht in Naturkommunikationbietet eine Antwort.

Der Niedergang der tropischen Wälder sperrte die Erde in einem Taschenhaus und bestätigt den Verdacht der Wissenschaftler, dass, wenn das Klima unseres Planeten bestimmte „Trinkgeldpunkte“ überschreitet, ein wirklich katastrophaler ökologischer Zusammenbruch folgen kann.

Ein massiver Ausbruch

Der Auslöser für das Ereignis von Perm -Trisic -Massenmasse war der Ausbruch massiver Mengen geschmolzener Gestein in der modernen Sibirien, die die sibirischen Fallen genannt. Dieser geschmolzene Gestein brach in einem Sedimentbecken aus, das reich an organischer Substanz ist.

Der geschmolzene Gestein war heiß genug, um die umgebenden Steine ​​zu schmelzen und über einen Zeitraum von 50.000 Jahren, aber möglicherweise bis zu 500.000 Jahre, massive Mengen Kohlendioxid in die Erdatmosphäre freizusetzen. Dieser schnelle Zunahme des Kohlendioxids in der Erdatmosphäre und der resultierende Temperaturanstieg wird als primärer Kill -Mechanismus für einen Großteil des Lebens zu dieser Zeit angenommen.

Auf dem Land wird die Ansicht, dass die Oberflächentemperaturen um bis zu 10 ° C um bis zu 6 ° C erhöht wurden – zu schnell für viele Lebensformen, um sich weiterzuentwickeln und sich anzupassen. In anderen ähnlichen Ausbrüchen kehrt das Klimamsystem normalerweise innerhalb von 100.000 bis eine Million Jahren in seinen vorherigen Staat zurück.

Diese „Super Greenhouse“ -Sbedingungen, die zu äquatorialen durchschnittlichen Oberflächentemperaturen über 34 ° C (ungefähr 8 ° C wärmer als die aktuelle durchschnittliche Temperatur) für ungefähr fünf Millionen Jahre bestanden. In unserer Studie wollten wir beantworten, warum.

Die Wälder sterben aus

Wir haben uns die Fossilienprotokoll einer Vielzahl von Landpflanzenbiomen wie tropisch, subtropisch, gemäßigt und schrubben angesehen. Wir haben analysiert, wie sich die Biomes von kurz vor dem Massenauslöschung bis hin zu etwa acht Millionen Jahren danach verändert haben.

Wir stellten die Hypothese auf, dass die Erde zu schnell erwärmt wurde, was dazu führte, dass die Vegetation mit niedriger bis mittlerer Breite, insbesondere die Regenwälder, stirbt. Infolgedessen wurde die Effizienz des organischen Kohlenstoffzyklus unmittelbar nach den Vulkanausbrüchen stark reduziert.

Pflanzen, weil sie nicht einfach aufstehen und sich bewegen können, waren sehr stark von den sich ändernden Bedingungen betroffen.

Vor der Veranstaltung existierten um den Äquator viele Torfgeräte und tropische und subtropische Wälder und tränkten Kohlenstoff auf.

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Als wir jedoch Anlagenfossilien aus Feldarbeiten, Aufzeichnungen und Datenbanken rund um das Ereignis rekonstruierten, sahen wir, dass diese Biomes vollständig aus den tropischen Kontinenten ausgelöscht wurden. Dies führte zu einem mehrkundenjährigen „Kohlenlücken“ in der geologischen Aufzeichnung.

Diese Wälder wurden durch winzige Lycopoden ersetzt, nur zwei bis 20 Zentimeter hoch.

Enklaven größerer Pflanzen blieben in Richtung der Pole, in Küsten- und leicht bergigen Regionen, in denen die Temperatur etwas kühler war. Nach ungefähr fünf Millionen Jahren hatten sie die Erde größtenteils rekolonisiert. Diese Pflanzenarten waren jedoch auch weniger effizient, um Kohlenstoff im organischen Kohlenstoffzyklus zu fixieren.

Dies ist in gewisser Weise analog, um die Auswirkungen des Ersetzens aller Regenwälder derzeit durch die Mallee-S-Crub und Spinifex Flora zu ersetzen, die wir im Australian Outback erwarten könnten.

Schließlich kehren die Wälder zurück

Anhand von Beweisen von heute haben wir die Rate geschätzt, mit der Pflanzen atmosphärisches Kohlendioxid einnehmen und es als organische Angelegenheit jedes verschiedenen Bioms (oder seiner „Netto -Primärproduktivität“) aufbewahren, die im Fossilienbestand vorgeschlagen wurden.

Wir haben dann ein kürzlich entwickeltes Kohlenstoffzyklusmodell namens Scion verwendet, um unsere Hypothese numerisch zu testen. Als wir unsere Modellergebnisse analysierten, stellten wir fest, dass der anfängliche Temperaturanstieg aus den sibirischen Fallen aufgrund der Verringerung der Netto -Primärproduktivität fünf bis sechs Millionen Jahre nach dem Ereignis aufbewahrt wurde.

Es war nur so, wie sich die Pflanzen wiederherstellten und der organische Kohlenstoffzyklus neu startete, dass die Erde langsam aus den Super Gewächshausbedingungen herausfuhr.

Aufrechterhaltung eines Klimagleichgewichts

Es ist immer schwierig, Analogien zwischen dem früheren Klimawandel in der geologischen Aufzeichnung und dem, was wir heute erleben, zu zeichnen. Das liegt daran, dass das Ausmaß der Veränderungen in der Vergangenheit normalerweise über Zehn bis Hunderttausende von Jahren gemessen wird, während wir heute über Jahrzehnte bis Jahrhunderte Veränderungen verzeichnen.

Eine wesentliche Implikation unserer Arbeit ist jedoch, dass das Leben auf der Erde zwar widerstandsfähig ist, aber nicht in der Lage ist, auf massiven Veränderungen auf kurzen Zeitskalen ohne drastische Wiederholungen der biotischen Landschaft zu reagieren.

Im Falle des Aussterbens der Perm -Trias -Massenmasse konnten die Pflanzen nicht so schnell eine Zeitskala mit 1.000 bis 10.000 Jahren reagieren. Dies führte zu einem großen Aussterben.

Insgesamt unterstreichen unsere Ergebnisse, wie wichtig tropische und subtropische Pflanzenbiome und Umgebungen für die Aufrechterhaltung eines Klimagleichgewichts sind. Im Gegenzug zeigen sie, wie der Verlust dieser Biome zu einer zusätzlichen Klimaerwärmung beitragen kann – und als verheerender Klimapunkte dienen.

Zhen Xu war die Hauptautorin der Studie, die Teil ihrer Doktorarbeit war.

Andrew Merdith ist DecRA Fellow an der School of Earth Sciences der Universität von Adelaide. Benjamin JW Mills ist Professor für Erdsystementwicklung am Universität Leeds. Zhen Xu ist wissenschaftlicher Fellow an der School of Earth and Environment der University of Leeds.

Dieser Artikel wurde ursprünglich im Gespräch veröffentlicht und wird im Rahmen einer Creative Commons -Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie die Originalartikel