התחממות כדור הארץ שהותירה בעלי חיים שלא מסוגלים לנשום גרמה להכחדה המונית של פרם באוקיאנוסים, כך עולה ממחקר חדש.

עם עליית הטמפרטורות וחילוף החומרים של בעלי חיים ימיים מואצים, המים החמים לא הצליחו להחזיק מספיק חמצן כדי שיוכלו לשרוד, כך מדווחים החוקרים.

ההכחדה הגדולה ביותר בתולדות כדור הארץ סימנה את סוף התקופה הפרמית, לפני כ- 252 מיליון שנה. הרבה לפני הדינוזאורים, סדרה של התפרצויות געש ענקיות בסיביר מחקה בעיקר את הצמחים ובעלי החיים שאכלסו את כדור הארץ שלנו.

האיור כאן מראה את אחוז בעלי החיים הימיים שנכחדו בסוף עידן הפרמייה לפי קו רוחב, מהמודל (קו שחור) ומתוך המאובנים (נקודות כחולות). אחוז גדול יותר של בעלי חיים ימיים שרדו באזורים הטרופיים מאשר בקטבים. צבע המים מראה את שינוי הטמפרטורה, כאשר האדום הוא התחממות קשה ביותר וצהוב פחות התחממות.

בחלקו העליון נמצאת יבשת העל פנגיאה, עם התפרצויות געש עצומות הפולטות פחמן דו חמצני. התמונות שמתחת לקו מייצגות חלק מ -96% מהמינים הימיים שמתו במהלך האירוע. [כולל רישומי מאובנים מאת ארנסט האקל / ויקימדיה; תצלום סרטנים כחולים מאת וונדי קווני / פליקר; צילום בקלה אטלנטי מאת האנס-פטר פיעלד / ויקימדיה; צילום נאוטילוס ממולא על ידי ג'ון ווייט / CalPhotos.] (אשראי: ג'סטין פן וקרטיס דויטש / יו. וושינגטון) מאובנים בסלעי קרקעית ים קדומים מציגים מערכת אקולוגית ימית משגשגת ומגוונת, ואז שלל גופות. כ -96% מהמינים הימיים נמחקו במהלך "הגסיסה הגדולה", ואחריהם מיליוני שנים שבהן החיים נאלצו להתרבות ולהתגוון פעם נוספת.

מה שהתווכחו עד עכשיו זה בדיוק מה שהפך את האוקיאנוסים לחסרי אורח לחיים - החומציות הגבוהה של המים, הרעלת מתכות וגופרית, מחסור מוחלט בחמצן או פשוט טמפרטורות גבוהות יותר.

'לברוח או לאבד'

"זו הפעם הראשונה בה אנו מבצעים תחזית מכניסטית לגבי הגורם להכחדה שניתן לבדוק ישירות באמצעות הרשומה המאובנת, שמאפשרת לנו לחזות את גורמי ההכחדה בעתיד", אומר המחבר השותף ג'סטין פן, דוקטורנט באוקיאנוגרפיה באוניברסיטת וושינגטון.

החוקרים ניהלו מודל אקלים עם תצורת כדור הארץ בתקופת הפרמיאן, כאשר שולבו המוני היבשת ביבשת העל של פנגיאה. לפני שהתפרצויות הר הגעש המתמשכות בסיביר יצרו כוכב לכת של גזי חממה, באוקיאנוסים היו טמפרטורות ורמות חמצן דומות לזו של ימינו. החוקרים העלו אז את גזי החממה במודל לרמה הנדרשת בכדי להעלות את טמפרטורות האוקיאנוס הטרופי על פני השטח בערך 10 מעלות צלזיוס (20 מעלות פרנהייט) גבוהות יותר, ותנאים תואמים באותה תקופה.

המודל משחזר את השינויים הדרמטיים שנוצרו באוקיאנוסים. האוקיאנוסים איבדו כ -80 אחוז מהחמצן. כמחצית קרקעית הים של האוקיאנוסים, בעיקר בעומקים עמוקים יותר, הפכה ללא חמצן לחלוטין.

כדי לנתח את ההשפעות על מינים ימיים, החוקרים שקלו את רגישות החמצן והטמפרטורה המשתנים של 61 מינים ימיים מודרניים - כולל סרטנים, דגים, רכיכות, אלמוגים וכרישים - באמצעות מדידות מעבדה שפורסמו. הסבילות של בעלי חיים מודרניים לטמפרטורה גבוהה וחמצן נמוכה צפויה להיות דומה לבעלי פרם מכיוון שהם התפתחו בתנאים סביבתיים דומים. לאחר מכן החוקרים שילבו את תכונות המינים עם הדמיות הפליאוקלים כדי לחזות את הגיאוגרפיה של ההכחדה.

"מעט מאוד אורגניזמים ימיים נשארו באותם בתי גידול שבהם התגוררו - הם נמלטו או נספו", אומר מחברו לעבודה קרטיס דויטש, פרופסור חבר לאוקיאנוגרפיה.

המודל מראה שהפגיעה הקשה ביותר הייתה אורגניזמים הרגישים ביותר לחמצן שנמצאו הרחק מהאזורים הטרופיים. מינים רבים שחיו באזורים הטרופיים נכחדו גם הם במודל, אך הוא מנבא שמינים בעלי קו רוחב גבוה, במיוחד אלה עם דרישות חמצן גבוהות, נמחקו כמעט לחלוטין.

קטלני כפליים

כדי לבחון את התחזית הזו, קואורטורים ג'ונתן פיין ואריק שפרלינג מאוניברסיטת סטנפורד ניתחו התפלגויות מאובנים מאוחר פרמיאניים ממאגר הפליאוציאנוגרפיה, ארכיון וירטואלי של אוספי מאובנים שפורסמו. תיעוד המאובנים מראה היכן היו מינים לפני הכחדה, ואילו נמחקו לחלוטין או הוגבלו לשבריר מבית הגידול הקודם שלהם.

רישום המאובנים מאשר כי מינים רחוקים מקו המשווה סבלו ביותר במהלך האירוע.

"החתימה של מנגנון ההרג ההוא, התחממות האקלים ואובדן החמצן, היא דפוס גיאוגרפי זה שנחזה על ידי המודל ואז התגלה במאובנים," אומר פן. "ההסכם בין השניים מצביע על מנגנון זה של התחממות האקלים ואובדן חמצן שהיה הגורם העיקרי להכחדה."

המחקר מתבסס על עבודות קודמות שהוביל דויטש והראה שככל שהאוקיאנוסים מתחממים, חילוף החומרים של בעלי חיים ימיים מואץ, כלומר הם זקוקים ליותר חמצן ואילו מים חמים מחזיקים פחות. המחקר הקודם מראה כיצד אוקיינוסים חמים יותר דוחפים בעלי חיים מהאזורים הטרופיים.

המחקר החדש משלב את תנאי האוקיינוס ​​המשתנים עם צרכיהם המטבוליים של בעלי חיים שונים בטמפרטורות שונות. התוצאות מראות כי ההשפעות החמורות ביותר של מחסור בחמצן הן עבור מינים החיים בקרבת הקטבים.

"מכיוון שמטבוליזם של אורגניזמים טרופיים כבר הותאם לתנאים חמים וחמצן נמוכים למדי, הם יכלו להתרחק מהטרופיים ולמצוא את אותם התנאים במקום אחר", אומר דויטש. "אך אם אורגניזם הותאם לסביבה קרה ועשירה בחמצן, אז התנאים הללו חדלו להתקיים באוקיאנוסים הרדודים."

מה שנקרא "אזורים מתים" נטולי חמצן לחלוטין היו בעיקר מתחת לעומק שבו המינים חיו, ושיחקו תפקיד קטן יותר בשיעורי ההישרדות.

"בסופו של יום התברר שגודל האזורים המתים באמת לא נראה הדבר המרכזי להכחדה", אומר דויטש. "לעתים קרובות אנו חושבים על אנוקסיה, על המחסור החמצן המוחלט, כמצב הנחוץ לך בכדי לאכלוס נרחב. אבל כשאתה מסתכל על הסובלנות לחמצן נמוך, ניתן להוציא את רוב האורגניזמים ממי הים ברמות חמצן שאינן קרובות לחמצון. "

דומה להיום

התחממות המובילה לחוסר חמצן מסבירה יותר ממחצית מאבדות המגוון הימי. המחברים אומרים כי שינויים אחרים, כמו החמצה או שינויים בתפוקה של אורגניזמים פוטוסינתטיים, שימשו ככל הנראה כגורמים נוספים.

המצב בפרמיאן המאוחר - הגדלת גזי החממה באטמוספירה שיוצרים טמפרטורות חמות יותר על פני כדור הארץ - דומה להיום.

"על פי תרחישים של פליטות עסקיות כרגיל, עד 2100 התחממות באוקיאנוס העליון תתקרב ל -20% מההתחממות בסוף הפרמיאן, ועד שנת 2300 היא תגיע בין 35 ל -50%", אומר פן.

"מחקר זה מדגיש את הפוטנציאל להכחדה המונית הנובע ממנגנון דומה בשינויי אקלים אנתרופוגניים."

המחקר מופיע ב- מדע. קרן גורדון ובטי מור והקרן הלאומית למדע מימנו את המחקר.

מקור: אוניברסיטת וושינגטון

{youtube}y6ig6zKiNTc{/youtube}

ספרים קשורים

at InnerSelf Market ואמזון