Jak zmiany klimatu wpływały w przeszłości na wymieranie gatunków?

Zmiany klimatu Ziemi są częścią naturalnego cyklu, który towarzyszy naszej planecie od jej powstania. Faktem jest jednak, że te obecne przebiegają znacznie szybciej niż poprzednio – nawet, jeśli porównamy tempo zmian z tym, które występowało w okresie masowych wymierań. Czego Ziemia doznała w przeszłości oraz jak wpłynęło to na jej mieszkańców?

Podczas kriogenu, który trwał od ok. 720 mln do 635 mln lat temu, nasza planeta stała się ogromnych rozmiarów kulą śnieżną. Nic więc dziwnego, że ten etap jej istnienia został określony mianem „Ziemi śnieżki”. Ze względu na ogromny dystans czasowy, jaki dzieli nas od tego okresu, naukowcy nie są pewni co do przyczyn ani dokładnego przebiegu tych zmian. Z hipotez wynika, że wszystkie zbiorniki wodne na Ziemi zamarzły, a lądy pokryły się śniegiem. Woda w stanie ciekłym miałaby się utrzymać jedynie w najgłębszych oceanach, gdzie temperatura panująca przy dnach była wyższa dzięki ciepłu pochodzącemu z rdzenia. Szczególnie interesujący wydaje się fakt, że zarówno przed Ziemią śnieżką, jak i po niej, istniało życie. Przetrwało ono w skrajnie niekorzystnych warunkach, a naukowcy spekulują nawet, że globalne zlodowacenie nie było pojedynczym przypadkiem, lecz wystąpiło już wcześniej, ok. 2,4 mld lat temu. Jednocześnie pojawiły się głosy, że zlodowacenie wcale nie miało globalnego charakteru. Zdaniem zwolenników tej teorii, autorzy badań wyciągnęli błędne wnioski, sądząc, że skoro w obrębie równika występował wtedy lód, to cala Ziemia również musiała być nim pokryta.

W dalszej historii naszej planety najpoważniejsze zmiany skutkowały udokumentowanymi, masowymi wymieraniami. Oczywiście pojawiają się trudności z oszacowaniem przyczyn tych zmian – nierzadko za najważniejsze naukowcy uważają oddziaływania kosmicznych obiektów, takich jak asteroidy czy rozbłyski supernowych. W przypadku wymierania ordowickiego wiodąca hipoteza mówi o obniżających się poziomach mórz i oceanów oraz postępującym zlodowaceniu. Kryzysu dopełniła aktywność wulkaniczna, która spowodowała, że do atmosfery trafiały ogromne ilości pyłów, które ograniczały dostęp do energii słonecznej, powodując tym samym problemy z fotosytnezą. Naukowcy zastanawiają się również nad możliwością zatrucia ziemskiego życia za sprawą emisji toksycznych metali pochodzących z głębi Ziemi. Jeśli chodzi o zewnętrzne czynniki, pojawiły się spekulacje co do rozbłysku hipernowej, która zniszczyła warstwę ozonową naszej planety, wystawiając zamieszkujące ją organizmy na działanie szkodliwego promieniowania UV. Wymieranie ordowickie miało miejsce ok. 440 mln lat temu i w największym stopniu dotknęło morskich organizmów.

Kilkadziesiąt milionów lat później Ziemia doznała kolejnych, poważnych zmian. To za sprawą wymierania dewońskiego, którego doświadczyły organizmy morskie na przestrzeni od kilkuset tysięcy lat do nawet kilkunastu milionów lat. Prawdopodobnie nie było jednej przyczyny tych zmian, lecz wiązały się one z całym łańcuchem wydarzeń. Wiodącą rolę mógł ponownie pełnić wulkanizm, który doprowadził do utrudnienia procesu fotosyntezy. To z kolei wywołało ograniczenie ilości tlenu rozpuszczonego w wodzie, co przełożyło się na masowe wymieranie. Naukowcy spekulują co do odziaływań obiektów pozaziemskich, a jednym z dowodów na to miałby być krater znajdujący się na terenie dzisiejszej Szwecji. Formacja ta powstała ok. 380 mln lat temu i stanowi największy krater uderzeniowy w Europie. Być może wpływ meteorytu był w jakimś stopniu porównywalny do tego, który uderzył w Ziemię w okresie wymierania dinozaurów.

Czytaj też: Klimat Sahary prawdopodobnie zmienia się co 20 000 lat

Szczególnie brzemienne w skutkach było wymieranie permskie, które miało miejsce ok. 250 mln lat temu. W jego następstwie wymarło nawet 95%(!) gatunków organizmów morskich, a zmiany dotknęły w mniejszym bądź większym stopniu wszystkich organizmów występujących ówcześnie na Ziemi. I choć okres ten wyróżnia się pod względem skali wymierania, to przyczyny tych zmian były dość typowe – choć nie ma co do nich pewności. Badacze przypuszczają, że do wymierania permskiego doprowadziła kosmiczna kolizja lub aktywność wulkaniczna. Za tą pierwszą teorią przemawia obecność dwóch ogromnych kraterów, które powstały przed 250 mln lat. Jeden z nich znajduje się na terenie dzisiejsze Antarktydy, drugi – w Australii. Hipoteza związana z wulkanizmem zakłada z kolei udział fanerozoicznych pokryw lawowych znajdujących się na Syberii. W efekcie ich powstania do atmosfery trafiły ogromne ilości dwutlenku węgla oraz związków fluoru, siarki i fluoru, co przełożyło się na zakwaszenie oceanów czy opady kwaśnych deszczów.

Życie morskie nie ma łatwo na naszej planecie. Ok. 200 mln lat temu po raz kolejny zostało ono doświadczone poważnymi zmianami. Właśnie wtedy doszło do wymierania triasowego, które spowodowało, że w kolejnych latach na Ziemi zapanowały dinozaury. Ze względu na fakt, że nie ma zdecydowanych dowodów na to, iż wymieranie było związane ze zmianami klimatu, trudno określić jego przyczyny. Badacze sądzą bowiem, że motorem napędowym procesu znikania gatunków w tym okresie był przede wszystkim spadek tempa specjacji. Jednocześnie pojawiają się głosy, jakoby istotną rolę odegrały zmiany pogodowe, m.in. występowanie okresowych susz bądź zintensyfikowanych opadów. Lokalne wymieranie mogło również wiązać się ze spadkiem natlenienia wody, obniżeniem poziomów mórz i oceanów czy ich zakwaszeniem.

Jeśli chodzi o najlepiej udokumentowane z masowych wymierań (o ile założymy, że obecnie nie ma miejsca szóste z takowych) to zdecydowanym liderem jest w tej kwestii to sprzed ok. 66 mln lat. Wymieranie kredowe, bo o nim mowa, zakończyło dominację dinozaurów na Ziemi. Motorem napędowym tego procesu było uderzenie meteorytu na terenach dzisiejszego Meksyku. Doprowadziło to do rozniecenia potężnych pożarów oraz wyrzucenia do atmosfery pyłu i gazów. Chmury te odbijały światło słoneczne, blokując zachodzenie procesu fotosyntezy, co z kolei wywołało wymieranie roślin i fitoplanktonu. To przełożyło się na szereg reakcji łańcuchowych, spadek ilości tlenu, wzrost stężenia dwutlenku węgla a nawet występowanie opadów kwaśnych deszczy. Naukowcy sądzą, że uderzenie meteorytu było tylko jednym z elementów układanki, a duży udział w tych zmianach miały zachodzące w tym okresie erupcje wulkaniczne. W efekcie w okresie wymierania kredowego z powierzchni Ziemi zniknęło nawet ¾ gatunków.

Ze względu na bliskość czasową i udział naszych przodków w tych wydarzeniach, nie mógłbym pominąć plejstocenu, w czasie którego doszło do zlodowaceń. Warto jednak zaznaczyć, że znikanie  gatunków w tym czasie przebiegało na znacznie mniejszą skalę niż w przypadku ww. wymierań. Klimat w plejstocenie ochładzał się m.in. za sprawą erupcji superwulkanu Yellowstone, co doprowadziło do zlodowacenia zamieszkiwanej przez nas półkuli. Podczas glacjałów (chłodniejszych) i interglacjałów (cieplejszych) dochodziło do zmian w poziomach mórz i oceanów. Np. Wielka Brytania była połączona lądem z resztą Starego Kontynentu. Później poziomy te ponownie się podwyższyły, co było efektem wzrostu średnich temperatur (zaczęły topić się lodowce) – tempa nabrała również ekspansja ludzi, którzy przyczynili się do wyginięcia niektórych przedstawicieli megafauny, np. mamutów włochatych. W przypadku Polski warto wyróżnić tzw. zlodowacenie północopolskie, które trwało od 115 tys. do 11,7 tys. lat temu. Po jego zakończeniu rozpoczęła się epoka holocenu, w której żyjemy do dzisiaj.

Czytaj też: Klimat Antarktydy był w przeszłości zupełnie inny niż obecnie

W ramach podsumowania chciałbym zaznaczyć, że anomalii klimatycznych na naszej planecie było tak wiele, że nie sposób opisać je wszystkie w ramach jednego artykułu. Tym samym pominąłem m.in. zmiany klimatu sprzed ok. 90 milionów lat, kiedy to na terenie Antarktydy panowały temperatury dochodzące do nawet 20 stopni Celsjusza i powszechnie występowały rośliny i zwierzęta charakterystyczne dla cieplejszych obszarów. Jeśli chcielibyśmy szukać nowszych przykładów, to warto zwrócić uwagę na przykład Sahary. Zdaniem naukowców, ten pustynny obecnie obszar zmienia się co kilkadziesiąt tysięcy lat. W efekcie doszli oni do wniosku, że Sahara jeszcze niedawno mogła być pokryta bujną roślinnością, a opady deszczu byly tam wielokrotnie wyższe niż obecnie. W kontekście tego, jak nasza planeta może zmienić się w przyszłości (tutaj, niestety, ze znacznym udziałem homo sapiens) wkrótce ukaże się artykuł na ten temat.

Chcesz być na bieżąco z WhatNext? Śledź nas w Google News