Mega El Niños veroorzaakte de ergste massa-uitsterving ter wereld

“[The findings] We bouwen echt in het opkomende beeld dat het iets genuanceerder is dan het uitsterven dan we eerder op prijs stelden”, zegt Erik Gulbranson, een sedimentgeochemicus aan het Gustavus Adolphus College in Saint Peter, Minnesota, die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek.

Onderzoekers hebben zich afgevraagd waarom de Grote Sterven die plaatsvond op de grens van het Perm en het Trias zo wreed was voor het leven op aarde. “We hebben te maken met een intense opwarming van de aarde, maar we hebben ook andere episoden van opwarming van de aarde in de geologische geschiedenis die lang niet zo slecht zijn voor ecosystemen als deze”, zegt paleontoloog David Bond van de Universiteit van Hull in Engeland.

Hoewel de plotselinge stijging van de temperatuur van het zeeoppervlak plus de daaruit voortvloeiende ineenstorting van het vermogen van de warmere oceaan om opgeloste zuurstof vast te houden onbeduidend zou zijn geweest voor oceaanorganismen, was het niet duidelijk wat leidde tot het uitsterven van het leven op het land of waarom deze organismen zich niet eenvoudigweg konden verplaatsen. naar de koudere polen.

Een deel van het antwoord zou kunnen liggen in paleoklimaatschommelingen op zeer korte termijn.

‘Soorten geven om het klimaat, maar waar ze ook om geven is tijd’, zegt Alexander Farnsworth, een paleoklimaatmodelleur aan de Universiteit van Bristol in Engeland. Dergelijke variaties omvatten klimaatschommelingen op de schaal van jaren in plaats van honderden millennia of langer. De huidige El Niño-Zuidelijke Oscillatie – de periodieke opwarming van de tropische Stille Oceaan die hitte en droogte naar het noorden van Noord-Amerika brengt, het Atlantische orkaanseizoen matigt en wereldwijd droogtes en overstromingen veroorzaakt – duurt bijvoorbeeld ongeveer een jaar (SN: 13.2.23).

Farnsworth, Bond en een internationaal team van collega’s reconstrueerden hoe deze klimaatpatronen er meer dan 250 miljoen jaar geleden uitzagen. Het team berekende de zeewatertemperaturen met behulp van de verhoudingen van verschillende vormen van zuurstof in de gefossiliseerde tanden van conodonts, oude visachtige dieren. Met deze gegevens plus onlangs bijgewerkte computersimulaties van de atmosferische en oceanische circulatie op aarde heeft het team een ​​samenhangender beeld opgebouwd van het klimaat tijdens de Grote Sterven. Dit is volgens Farnsworth geholpen door een recenter en nauwkeuriger inzicht in hoe de continenten en oceaanbekkens er aan het einde van het Perm uitzagen, wat van invloed is op de mondiale circulatie van de atmosfeer en de oceanen.

Toen het koolstofdioxidegehalte aanvankelijk verdubbelde van ongeveer 410 naar 860 delen per miljoen en de temperatuur op aarde steeg, werden El Niño-achtige opwarmingsgolven, die voornamelijk afkomstig waren van de gigantische Laat-Perm-oceaan Pantalasia, intenser, ontdekte het team. (Ter vergelijking: de huidige CO₂-niveaus schommelen rond de 422 ppm.) In de loop van de tijd zijn de schommelingen ook langer geworden, soms over een periode van bijna tien jaar.

De effecten van deze mega-El Niños zouden al snel te groot zijn voor terrestrische organismen. Terwijl koolstofdioxide-zuigende bossen verbrandden en stierven, werden er minder broeikasgassen uit de atmosfeer gehaald, zegt Farnsworth, waardoor een zichzelf in stand houdende cyclus ontstond terwijl vulkanen de opwarmende gassen bleven uitpompen.

“Je krijgt meer opwarming, meer afsterving, sterkere El Niños, hogere temperaturen op aarde, weer extremer weer, wat tot meer afsterving leidt”, zegt Farnsworth. Grote delen van de wereld zouden wankelen door hitte, droogte, bosbranden en dramatische overstromingen.

De hitte bereikte uiteindelijk de hogere breedtegraden, waardoor er weinig plaatsen overbleven waar ze aan de steeds vijandiger wordende atmosfeer konden ontsnappen.

“Het is overal erg heet geworden, en dat is de reden waarom [species] het kon niet zomaar naar het noorden en het zuiden migreren”, zegt Bond.

Uiteindelijk konden veel soorten zich eenvoudigweg niet aanpassen aan deze klimaatverandering.

Nu de bevindingen een beeld in hogere resolutie opleveren van hoe de opwarming de massa-uitsterving aan het einde van het Perm heeft veroorzaakt, kan er een manier zijn om deze snelle klimaatschommelingen in het fossielenbestand zelf te zien. Gulbranson wijst erop dat de jaarlijkse gegevens die bewaard zijn gebleven in fossiele grotstalactieten en boomringen bewijs kunnen leveren van mega-El Niños.

“We moeten deze signalen in het fossielenbestand vinden. We moeten ze zien in organismen die hebben geleefd en zijn uitgestorven’, zegt hij.

In de toekomst is Bond nieuwsgierig naar welke aangeboren fysieke en ecosysteemkenmerken bepaalde perioden in de geschiedenis van de aarde veerkrachtiger hebben gemaakt tegen catastrofes als gevolg van klimaatchaos en andere kwetsbaarder zijn voor massale uitsterving.