Czy wulkany mogą wywołać masowe wymierania Badacze z kilku brytyjskich uniwersytetów – w Southhampton, Leeds i Plymouth – oraz niemieckiego Uniwersytetu w Oldenburgu przebadali wpływ wulkanicznych pyłów i lawy na skład wody w oceanach na przestrzeni aż 450 milionów lat. Wyniki swojej analizy publikują w czasopiśmie naukowym „Nature Geoscience”.

Wynika z niej, że to aktywność wulkanów mogła wywołać wymieranie, które miało miejsce ok. 438 mln lat temu, pod koniec ordowiku. Zniknęło wtedy z powierzchni Ziemi aż 85 proc. gatunków zwierząt i rozpoczęło się zlodowacenie.

Wulkany wyrzucają pyły bogate w fosfor. Te nawożą oceany. A potem zakwitają sinice

Ochłodzenie nie było jednak bezpośrednim skutkiem wulkanicznych erupcji. Wulkaniczne pyły, które przesłaniają Słońce, opadają dość szybko. W geologicznej skali czasu to okamgnienie. Przy bardzo dużych erupcjach istotne jest to, że znacząco zwiększają one zawartość dwutlenku węgla w atmosferze. Rozległe i długotrwałe erupcje powinny raczej wywoływać ocieplenie.

Tak się jednak nie stało. Dlaczego? Badacze sądzą, że znaleźli odpowiedź.

Wulkaniczne skały i pyły są bogate w fosfor. Jest to pierwiastek kluczowy dla organizmów wykorzystujących energię słońca. Z tego powodu związki fosforu są stosowane jako nawozy. Fosfor bezpośrednio wpływa na tempo fotosyntezy.

Gdy pochodzący z wulkanicznych erupcji fosfor trafił do oceanów, użyźnił je. Żyjące w wodach glony i sinice zaczęły się znacznie lepiej rozmnażać. Pochłaniały na tyle dużo dwutlenku węgla z atmosfery, że wywołało to globalne ochłodzenie.

Zakwity sinic to zgubne skutki przypadkowego nawożenia wód fosforem

Dziś, przy postępującym ociepleniu klimatu, całkiem serio rozważane są projekty nawożenia oceanów. Choć raczej nie fosforem, a innym niezbędnym dla glonów pierwiastkiem – żelazem. Autorzy pracy zauważają jednak, że i tak już taki eksperyment prowadzimy. Fosfor z nawozów stosowanych na polach uprawnych spływa wraz z wodami do mórz i oceanów.

Wyniki tego „eksperymentu” nie są pomyślne. – Nadmiar fosforu prowadzi do gwałtownego namnażania się sinic, które zabierają tlen innym organizmom. To zaburza całe łańcuchy pokarmowe, a wody opanowane przez sinice stają się całkiem martwe – przestrzega dr Benjamin Mills z University of Leeds, współautor pracy.

Badacze konkludują, że na krótką metę wulkaniczne erupcje mogą ogrzewać Ziemię. Podnoszą bowiem poziom dwutlenku węgla, który zatrzymuje ciepło w atmosferze. Ale w skali milionów lat takie zdarzenia skutkują raczej ochłodzeniem.

W wymieraniu permskim wyginęło nawet 95 proc. gatunków. Również z powodu sinic

– Nasza praca może sprawić, że inne wymierania w historii Ziemi mogą zostać ponownie przeanalizowane – dodaje dr Jack Longman z Uniwersytetu w Oldenburgu, główny autor pracy.

Na podobny trop wpadli wcześniej jednak inni badacze – z Uniwersytetu Connecticut. W opublikowanej we wrześniu pracy podobnie wyjaśniali zagadkę wymierania permskiego.

252 miliony lat temu, pod koniec epoki permu, wyginęło nawet do 95 procent gatunków żyjących w morzach. Wymarły też dwie trzecie płazów i gadów oraz jedna trzecia owadów, drzewiaste widłaki, skrzypy i paprocie. Wymieranie to było też bardzo gwałtowne. Szacuje się, że doszło do niego w ciągu 60–120 tysięcy lat, co w geologicznej skali czasu jest okamgnieniem.

Przyczyną wymierania permskiego także były rozległe i długotrwałe erupcje wulkaniczne. Ich dobrze udokumentowanym śladem są tak zwane Trapy Syberyjskie – pokrywa lawy o grubości od 500 metrów do 3,6 km. Geolodzy szacują, że lawa mogła wtedy pokryć nawet 7 mln km kwadratowych, czyli tyle, co powierzchnia Australii lub ponad dwóch trzecich Europy.

Naukowcy z University of Connecticut stwierdzili, że do wymierania permskiego również przyczyniły się sinice. Gdy w pokrytych kożuchami sinic wodach ustawała fotosynteza, wymarli też wodni roślinożercy i drapieżniki. Taki stan utrzymywał się przez miliony lat.

Scenariusz ten powtarzał się w większości przypadków masowych wymierań – twierdzili. Wyjątkiem jest wymieranie kredowe, które śladów zakwitów nie pozostawiło.

Źródła: University of Southampton, Nature Geoscience.