Kaip šylantis klimatas gali paskatinti ozono išnykimą.

Devono periodo pabaiga, prieš 359 milijonus metų, buvo nuotykinga: iš vandenyno ropojo žuvys, o sausumoje plito sporinių induočių miškai. Pasaulis bandė atsigauti nuo 12 milijonų metų anksčiau įvykusio masinio išmirimo, bet klimatas tebebuvo chaotiškas, siūbuojantis tarp šiltnamio karščių ir tropikuose ledynus formuojančių šalčių. Ir tada, planetai šylant po eilinio ledynmečio, be jokios akivaizdžios priežasties ištiko dar vienas masinis išmirimas. Dabar, Grenlandijos rytuose esančių senovinių ežerų nuosėdose išlikusios sporos rodo kaltininką: buvo staigiai nuplėštas apsauginis planetos ozono sluoksnis, ir žemės gyvybę paveikė mutacijas kelianti ultravioletinė (UV) spinduliuotė.

Vos prasidėjus išmirimui, sporos tapo deformuotos ir tamsios, kas rodo DNR pažeidimą, pažymi Johnas Marshallas, palinologas* iš Southamptono universiteto, su bendraautoriais Science Advances straipsnyje. Tai įrodymas, kad „dingo visa ozono apsauga”, sako jis

Mokslininkai ilgai manė  — bent jau lig tol, kol žmonija tapo išmirimą sukeliančia jėga, — kad Žemės gyvybę nušluoti galima tik dviem būdais: asteroido smūgiu ar visuotiniais vulkanų išsiveržimais. Bet prieš 2 metus tyrėjai rado ženklų, rodančių, kad blogiausią išmirimą Žemėje  — permo periodo, prieš 252 milijonus metų  —  sukėlę ugnikalniai į stratosferą išsviedė Sibiro druskų klodus, kur jos galėjo sukelti chemines reakcijas, kurios sunaikino ozono sluoksnį ir sterilizavo miškus. Devono pabaigos sporos įtikimai rodo, kad netgi be išsiveržimų, šylantis klimatas gali naikinti ozono sluoksnį, sako Lauren Sallan, paleobiologė iš Pennsylvanijos universiteto. „Kadangi įrodymas toks stiprus, žmonėms teks pergalvoti ir kitus masinius išmirimus.”

Devono pabaigos išmirimas ilgai tūnojo 12 milijonų metų anksčiau įvykusio, vieno iš didžiausių planetos istorijoje, vėlyvojo devono išmirimo šešėlyje. Tikriausiai sukeltas ugnikalnių išsiveržimų, kurių dujos drastiškai vėsino ir kaitino planetą, jis pražudė daugumą koralų ir daugelį kiautus turinčių jūros padarų. Bet prieš 10 metų, Sallan ir kitų darbas parodė, kad devono pabaigos išmirimas irgi buvo stiprus, sunaikinęs daug augalų ir stuburinių, tarp kurių ir dauguma tetrapodų, keturkojų žuvų, kurioms pradėjo vystytis pirštai. Išgyveno tik penkiapirščiai tetrapodai. „Tai pradėjo mūsų evoliuciją,” sako Marshallas. „Visos archainės linijos buvo pašalintos.”

Tačiau nebuvo žinoma, kodėl įvyko devono pabaigos išmirimas. Nebuvo jokių ugnikalnių aktyvumo ar galingų kosminių kūnų smūgių ženklų, tik viena užuomina – greitas su ledynais siejamų uolienų nuosėdų formavimasis ir nykimas, sako Sallan. „Tuo metu klimatas buvo tikrai sujauktas.”

Per pastaruosius 3 dešimtmečius Marshallas tyrinėjo išlikusias to meto uolienas Grenlandijos rytuose. Tuo metu šis regionas buvo toli nuo Arkties, žemesnėse platumose, įstrigęs dykumingame žemės plote, vadinamame Senajame Raudono Smėlakmenio kontinente. Po paskutiniojo devono ledynmečio šylant klimatui, susiformavo ežerai ir užsipildė nuosėdomis, pamažu virtusiomis molakmeniu, kuriame išliko užfiksuotos prieš išnykimą ir per jį buvusios sąlygos. 2017 metais, Marshallas iškasė idealų 6 metrų ilgio molžemio kerną.

Jame užfiksuotos stulbinančios transformacijos: sveikų, padengtų charakteringais simetriškais spygliais, sporų fosilijas staiga pakeičia deformuotos, nelygiais spygliais. Sporų fosilijos yra dažnos, nes jas saugo apvalkalas, bet UV spinduliai jas pažeidžia, panašiai, kaip ir žmones; veikiamos UV, sporos gali netgi „įdegti“. Marshallo regėta žala atitinka patiriamą nuo tokio apšvitinimo, sako Jeffrey Benca, eksperimentinis paleobotanikas, siejęs tokius pažeidimus su permo pabaigos išmirimu. „Jų pasiūlymas atrodo labai tikėtinas,” sako jis.

Marshallo teigimu, dėl šylančio klimato stiprėjo vasaros audros, galėjusios išmesti ozoną naikinantį vandens ir druskų mišinį į stratosferą. UV spinduliams išnaikinus miškus, jų nesulaikomos maistingosios medžiagos nutekėjo į jūrą, kur galėjo sukelti intensyvų planktono ir dumblių žydėjimą, per teigiamą atgalinį ryšį sukuriantį dar daugiau ozoną ardančių druskų. „Tai panašu į idealią audrą,” sako jis.

Marshallo scenarijus galėtų paaiškint ne tik išmirimą, bet ir daug tame periode susidariusių gamtinių dujų telkinių, sako Sarah Carmichael, Appalachian State universiteto geochemikė. Jie susidarė iš yrančių organinių medžiagų, bet niekas nepaaiškino, kas lėmė jiems būtiną planktono augimo paspartėjimą. Iš žuvusių miškų nutekėjusios maistinės medžiagos galėjo patręšti jūros gyvybę.

Tai yra ir ženklas, kas gali nutikti dabar šylančiame pasaulyje, kur galingos audros kartais „peršoka” į troposferą ir į šaltą, sausą stratosferą atneša drėgmės. Kartu su aerozolių dalelėmis ir chloro molekulėmis drėgmė gali sunaikinti ozoną.

Bet atmosferos tyrėjai nesutaria ar toks ozono nykimas vyksta dabar, nekalbant jau apie laiką prieš šimtu milijonų metų. Dabar vyksta daugiau tokių peršokimų nei tikėtasi, bet ar jie pradeda ozoną naikinančias reakcijas, kol kas nėra aišku. Elliotas Atlasas, šią dinamiką tyrinėjantis atmosferos chemikas iš Miamio universiteto, Marshallo teoriją vertina skeptiškai. Reikia daug nuodugnesnio modeliavimo, sako jis. „Ar tai neįmanoma? Negalėčiau to tvirtinti.”

Tuo tarpu Carmichael, norėtų daugiau požymių, nei vien žiedadulkės, kad išnykimą sukėlė UV. „Susilaikyčiau nuo teigimo, kad UV spinduliavimas yra vienintelė priežastis,” sako ji. „Bet manau, tai yra viena iš priežasčių.”

Paul Voosen
www.sciencemag.org

* Palinologija – mokslas botanikos, geologijos, paleogeografijos, paleobotanikos sandūroje, tyrinėjantis augalų, grybų ir bakterijų žiedadulkes ir sporas.

Komentarai ()