Tutti sanno dell'estinzione dei dinosauri. La peggiore estinzione è stata causata da un rapido aumento della temperatura.
L'estinzione più grave della Terra si è verificata molto prima dell'impatto dell'asteroide assassino che ha spazzato via i dinosauri. È successo circa 252 mya e ha segnato la fine di quello che viene chiamato il periodo Permiano. L'estinzione è nota come Evento di estinzione Permiano-Triassico, Estinzione di Permiano finale o, più semplicemente, "Il grande morire". Fino al 70% dei vertebrati terrestri e fino al 96% di tutte le specie marine sono stati estinti durante The Great Dying.
Come è successo? Potrebbe succedere di nuovo?
"Questo studio evidenzia il potenziale per un'estinzione di massa derivante da un meccanismo simile sotto il cambiamento climatico antropogenico." - autore principale Justin Penn, School of Oceanography, Università di Washington.
Gli scienziati hanno lavorato duramente per capire la causa della peggiore estinzione nella storia della Terra. Ma è difficile mettere insieme le prove di qualcosa che è accaduto oltre 250 mya. Indizi di eventi che molto tempo fa sono nascosti nella roccia, e gran parte della roccia vecchia è stata sottratta. Non esiste una pistola fumante come un enorme cratere. Ci sono solo prove. Un particolare elemento di prova è particolarmente convincente: l'evidenza fossile che mostra la distribuzione delle specie marine che si sono estinte, rispetto a quelle che non lo hanno fatto.
Un nuovo studio pubblicato su Science si concentra sui reperti fossili e mostra che il colpevole del Grande Morire era il cambiamento climatico. E sebbene i cambiamenti climatici all'epoca fossero probabilmente causati dai vulcani, le implicazioni sono chiare: i cambiamenti climatici, causati da vulcani o qualcos'altro, possono causare un'estinzione catastrofica altrettanto grave o peggiore di un impatto con un asteroide.
L'articolo è intitolato "L'ipossia dipendente dalla temperatura spiega la biogeografia e la gravità dell'estinzione della massa marina end-permiana". L'autore principale è Justin Penn della School of Oceanography, dell'Università di Washington. Nello studio, Penn e i suoi co-autori concludono che l'innalzamento della temperatura degli oceani e l'ipossia che ne è derivata hanno causato La grande morte e probabilmente anche altre estinzioni.
"... il riscaldamento climatico e la perdita di ossigeno sono stati la causa principale dell'estinzione." - Justin Penn, School of Oceanography, Università di Washington.
Una tonnellata di prove mostra che il meccanismo alla base di quel cambiamento climatico 252 mya erano i vulcani. L'effetto principale dei vulcani è stato un clima caldo, dovuto ai gas serra che hanno iniettato nell'atmosfera. I vulcani hanno avuto altri effetti, ma il riscaldamento è la chiave. Ha causato un riscaldamento significativo degli oceani.
I ricercatori hanno combinato la modellistica climatica con i reperti fossili per giungere alla loro conclusione. Hanno modellato il clima basato sulla Terra appena prima dell'estinzione, quando esisteva un singolo continente chiamato Pangaea e quando la temperatura e il livello di ossigeno nell'oceano erano simili a quelli odierni. Nel loro modello, hanno anche introdotto la sensibilità alla temperatura e all'ossigeno di 61 specie marine moderne tra cui crostacei, pesci, molluschi, coralli e squali. Le condizioni prima del Grande Morire erano simili alle condizioni ora, quindi la sensibilità di queste 61 specie moderne rappresenta la specie al momento della peggiore estinzione della Terra.
Quindi, hanno aumentato la temperatura di 10 gradi, abbinando la variazione di temperatura di 252 mya. Il risultato ha dato loro un quadro geografico del Grande Morire.
"Pochissimi organismi marini sono rimasti negli stessi habitat in cui vivevano - era in fuga o perire", ha detto il secondo autore Curtis Deutsch, professore associato di oceanografia UW. Nella simulazione, le specie ad alta latitudine sono state quasi completamente spazzate via, mentre alcune specie più vicine all'equatore sono sopravvissute.
"Questa è la prima volta che facciamo una previsione meccanicistica su ciò che ha causato l'estinzione che può essere testato direttamente con la documentazione fossile, il che ci consente quindi di fare previsioni sulle cause dell'estinzione in futuro", ha detto il primo autore Justin Penn , uno studente di dottorato UW in oceanografia.
Alcune antiche rocce sul fondo del mare sono ancora in giro dalla peggiore estinzione della Terra, 252 mya, e contengono le prove dell'estinzione stessa. C'era un florido e diversificato ecosistema marino, poi un'ondata di cadaveri. E ci sono voluti milioni di anni perché la Terra si diversificasse e prosperasse di nuovo. Con i risultati della loro simulazione in mano, gli scienziati hanno poi confrontato la situazione con i fossili sopravvissuti.
La documentazione fossile mostra dove si trovavano le specie prima dell'estinzione e che sono state spazzate via completamente o limitate a una frazione del loro precedente habitat. E la documentazione fossile conferma ciò che i ricercatori hanno scoperto: le specie più lontane dall'equatore hanno sofferto di più.
L'acqua fredda contiene più ossigeno rispetto all'acqua più calda, questa è la scienza di base. Le specie che si adattano a climi più freddi, ben lontani dall'equatore, richiedono più ossigeno per sopravvivere rispetto alle specie adattate alle acque più calde vicino all'equatore. I registri dei fossili marini mostrano che le specie marine più lontane dall'equatore hanno sofferto peggio di quelle più vicine all'equatore.
Quando il clima si è riscaldato e il livello di ossigeno nell'oceano è calato, le prime a estinguersi sono state le specie che hanno richiesto più ossigeno. Le specie più vicine all'equatore avevano un posto dove andare: potevano lasciare l'equatore e trovare acqua con livelli di ossigeno a cui erano abituati. O almeno alcuni di loro potrebbero. Ma per quelli più a nord e a sud dell'equatore, non c'era nessun posto dove andare.
"Dato che i metabolismi degli organismi tropicali erano già adattati a condizioni abbastanza calde di ossigeno inferiore, potevano allontanarsi dai tropici e trovare le stesse condizioni da qualche altra parte." - Curtis Deutsch, coautore, professore associato di oceanografia UW.
"Poiché i metabolismi degli organismi tropicali erano già adattati a condizioni abbastanza calde di ossigeno ridotto, potevano allontanarsi dai tropici e trovare le stesse condizioni altrove", ha affermato Deutsch. "Ma se un organismo fosse adattato per un ambiente freddo e ricco di ossigeno, quelle condizioni cessavano di esistere negli oceani poco profondi."
Gli oceani in riscaldamento erano un doppio martello per le specie marine. Man mano che gli oceani si riscaldavano, non solo il livello di ossigeno diminuiva, ma il metabolismo delle specie marine accelerava e avevano bisogno di più ossigeno. Il concetto chiave qui è il rapporto tra domanda e offerta di O2 dipendente dalla temperatura. Questo rapporto, chiamato indice metabolico, misura l'ambito ambientale dell'attività aerobica ed è governato dalle condizioni oceaniche e dai tratti di sensibilità termica e da ipossia che variano tra le specie. Se l'indice metabolico per una particolare specie scende al di sotto del loro fabbisogno minimo, semplicemente non riescono a respirare e muoiono.
"La firma di quel meccanismo di uccisione, il riscaldamento climatico e la perdita di ossigeno, è questo modello geografico previsto dal modello e poi scoperto nei fossili", ha detto Penn. "L'accordo tra i due indica che questo meccanismo di riscaldamento climatico e perdita di ossigeno è stata la causa principale dell'estinzione".
Il riscaldamento e la mancanza di ossigeno che ha causato non è stato l'unico fattore di estinzione, ma spiega oltre la metà delle perdite di diversità marina. Secondo gli autori, altri cambiamenti, come l'acidificazione o i cambiamenti nella produttività degli organismi fotosintetici, hanno probabilmente agito come cause aggiuntive.
Cosa significa questo per il futuro? Se il riscaldamento era la causa principale di The Great Dying, la peggiore estinzione nella storia della Terra, allora il riscaldamento può guidare di nuovo l'estinzione. In effetti lo è già.
I livelli di gas serra sono aumentati nel Permiano e stanno aumentando oggi. Ovviamente non dai vulcani, ma dagli umani.
"In uno scenario di solite emissioni, entro il 2100 il riscaldamento nell'oceano superiore avrà raggiunto il 20 percento del riscaldamento nel tardo Permiano e entro il 2300 raggiungerà tra il 35 e il 50 percento", ha dichiarato Penn. "Questo studio evidenzia il potenziale per un'estinzione di massa derivante da un meccanismo simile sotto il cambiamento climatico antropogenico."
Stiamo vivendo un evento di estinzione in questo momento, chiamato l'estinzione dell'Olocene. È considerata la sesta estinzione, perché ce ne sono state altre cinque negli ultimi 600 milioni di anni. L'estinzione dell'Olocene abbraccia piante e animali, tra cui mammiferi, uccelli, anfibi, rettili e artropodi. Non è tutto guidato da un clima caldo, ma in parte lo è. La perdita dell'habitat della biodiversità dall'attività umana è una causa separata. Ma è comunque un'estinzione. Gli scienziati ritengono che l'attuale tasso di estinzione per le specie animali e vegetali sia tra 100 e 1.000 volte maggiore dei tassi di estinzione di fondo naturali.
Resta da vedere quanto sarà più caldo il nostro clima e quante specie saranno portate all'estinzione. Speriamo che possano essere apportate le modifiche necessarie per evitare il peggio di ciò che verrà. E speriamo che non ci siano troppe eruzioni vulcaniche.
- Comunicato stampa: la più grande estinzione nella storia della Terra causata dal riscaldamento globale che lascia senza fiato gli animali dell'oceano
- Documento di ricerca: l'ipossia dipendente dalla temperatura spiega la biogeografia e la gravità dell'estinzione della massa marina end-permiana
- Voce di Wikipedia: estinzione dell'Olocene
- Research Paper: La sesta estinzione di massa fraintesa
- Documento di ricerca: stima del normale tasso di background di estinzione delle specie
