Pred približno četrt milijarde let je na Zemljo prizadel apokalipso. Znano kot Veliko umiranje, je zahtevalo več življenj kot katero koli drugo množično izumrtje, ki ga pozna znanost, tudi tisto, ki je bilo v ne-ptičjih dinozavrovih pred 65 milijoni let. Izbrisanih je bilo več kot 90 odstotkov vseh vrst na planetu, od oklepnih trilobitov v oceanih do velikanskih plazilcev na kopnem. Množica čudnih bitij je izginila in se prepustila prednikom sodobne flore in favne.
Sorodne vsebine
- Množične vulkanske izbruhe so sprožile "veliko umiranje" Zemlje
- Kako je enojni akt evolucije skoraj izničil vse življenje na Zemlji
Kaj je povzročilo kataklizmo, je že dolgo predmet razprave - teorije segajo od asteroidnega udara do mikronov, ki izpirajo metan. Najbolj priljubljen scenarij se začne z vulkani v današnji Sibiriji, ki so izbruhnili približno ob pravem času in sprožili kaskado problemov, vključno s podnebnimi spremembami. Zdaj je skupina raziskovalcev našla fizične dokaze, da bi lahko izredno kavstična kislina, ki je nastala zaradi teh silnih izbruhov, igrala izgubo življenja.
"Prvič lahko rečemo, da so tla iz tega časa imela kislost, podobno kisu, " pravi Mark Sephton, geolog na Imperial College London, ki bo svojo ugotovitev februarja objavil v reviji Geology.
Sephton in njegovi sodelavci so pregledali sledi starodavnih tal v kamnitih slojih, ki segajo v čas izumrtja, ki se je zgodilo ob koncu permijskega obdobja pred približno 250 milijoni let. V tem času so se vse svetovne kopenske površine zlili v superkontinento Pangea. Kamnine, izkopane v sedanji severni Italiji, so vsebovale posebno intrigantno snov: vanilin, enaka molekula, ki vanili daje njen okus in aromo.
Mark Sephton in soavtorica študije Cindy Looy raziskujeta permijsko-triasno mejo v italijanskem kanjonu Butterloch. (Z dovoljenjem Marka Sephtona) Vanilin naravno proizvajajo rastline in ga najdemo v lesu. Vendar ne bi smeli dolgo preživeti sami v tleh, kjer bakterije sproščajo encime, ki jih razgrajujejo. Tudi iskanje pomembnih količin, ohranjenih sto milijonov let, je bilo še toliko bolj presenetljivo.
"Vsekakor nenavadno, " pravi Tim Bugg, biološki kemik z univerze v Warwicku, ki ni bil vključen v študijo. "Videti, da se vanilin kopiči, verjetno kaže na pomanjkanje aktivnosti razgradnje bakterij."
Da bi razložili letargijo bakterij, so se raziskovalci za navdih obrnili na mlečno industrijo. Proizvajalci mleka svoje napitke pogosto aromatizirajo tako, da dodajo kanček vanilije. Poskusi so pokazali, da zakiseljeno mleko varuje dodatek in podaljšuje aromo, saj nizek pH deaktivira encime, ki bi sicer ciljali na vanilin.
Delovanje bakterij v naravi v naravi je lahko podobno občutljivo na kislino, kar bi tudi razložilo, zakaj italijanske kamnine vsebujejo sorazmerno majhne količine kemikalije, imenovane vanilična kislina, ki se ponavadi proizvaja z bakterijami, ki kočijo vanilin. "Naši podatki ustrezajo ideji, da je zaradi kislega dežja mikrobi prenehal delovati, " pravi Henk Visscher, paleoekolog na univerzi Utrecht na Nizozemskem in član Sephtonove ekipe.
Študije kislega dežja, proizvedene v 20. stoletju, predvsem v elektrarnah na kurjenje fosilnih goriv, so pokazale, da lahko poruši ekosisteme. Strupene padavine odvzamejo hranila iz zemlje in poškodujejo rastline. Izguba vegetacije bi lahko privedla do razširjene erozije, špekulacij Septhona in pomanjkanja hrane, ki bi bitjem višje v prehranski verigi otežila življenje.
Lahka mikrografska slika prikazuje poškodbo tkiva smrekovega lista, ki ga naredi kisli dež. (Knjižnica znanosti fotografij / Corbis) Ugotovitev je dobrodošla novica za Benjamina Blacka, zdaj geologa na kalifornijski univerzi v Berkeleyju. Medtem ko je na MIT-u pomagal ustvariti računalniško simulacijo, ki je ocenila količino in resnost kislega dežja, ki bi ga lahko povzročile sibirske izbruhe. "Upal sem, da sem se napovedal, da bomo našli načine, kako to preizkusiti, " pravi Black.
Objavljen leta 2013 je model predlagal, da bi ogljikov dioksid, ki ga izloči izbruh, lahko znižal pH dežja na približno 4, kislost paradižnikovega soka. Dodajte žveplov dioksid, še en običajni vulkanski izpust, kislost pa bi se lahko poslabšala stokrat - Severno poloblo bi bilo mogoče opaziti z nalivi dežja, tako kislih kot nerazredčen limonin sok.
"Ne more biti naključje, da se vanilin pojavi ravno v tem času, " pravi Greg Retallack, paleobotanist z univerze v Oregonu, ki ni bil vključen v raziskave. Vendar opozarja, da je treba ta nov in neznan pristop k preučevanju starodavnih tal skrbno pregledati. Retallack se prav tako sprašuje, ali bi lahko emisije žveplovega dioksida iz sibirskih vulkanov imele tak svetovni vpliv. Onesnaževalo običajno tvori težke delce aerosola, ki dežujejo z neba in omejujejo, kako daleč lahko potuje.
Močan kisli dež, ki ga je predlagala Sephtonova ekipa, bi lahko deloval manjši izbruh blizu preučenega mesta, predlaga Retallack. Druga možnost je, da lahko mikrobi v določenih pogojih sami proizvajajo žveplovo kislino in zakisajo svoje okolje. V obeh primerih bi padec pH tal bil omejen na regijo.
Za boljši primer svetovne epidemije kislega dežja bo morda treba gledati dlje. Sledi starodavnih tal, ki segajo v čas velikega umiranja, so se pojavili ne le v Italiji, ampak tudi na krajih, kot sta Kitajska in Grenlandija. Prihodnje študije bi lahko preverile, ali te kamnine vsebujejo tudi namig vanilije.
