Permikauden joukkotuho

Permikauden joukkotuho oli Maan historian suurin tunnettu joukkosukupuutto[1]. Se tapahtui permikauden lopussa noin 251,4 miljoonaa vuotta sitten[2], paleotsooisen ja mesotsooisen maailmankauden taitteessa.

Taiteilijan näkemys Kingoriasta, eräästä permikauden lopun dikynodontista, jollaiset olivat nisäkäsmäisiä matelijoita.

 

Tunnettujen merieläinsukujen lukumäärä prosenteissa, jotka eivät esiinny seuraavalla mittausjaksolla. Suurin tunnettu pudotus on permikauden (P) lopussa siirryttäessä triaskaudelle (Tr).

Permikausi oli paleotsooisen maailmankauden viimeinen kausi. Permikaudella Maan ilmakehä sisälsi huomattavasti nykyistä enemmän happea. Lähes kaikki maapallon maa liittyi kaudella yhteen valtavaksi jättimantereeksi Pangeaksi[3][4]. Permikauden lopun tapahtumista ei saa tarkkaa maailmanlaajuista kuvaa, koska vain muutamia tuon ajan kerrostumasarjoja on säilynyt. Maan ilmakehä, ilmasto ja meret muuttuivat[5]. 60 % tunnetuista eläinsuvuista kuoli[6].

Permikauden lopun katastrofi hävitti erityisesti merieläimiä, ja mesotsooisen kauden merieläimistö olikin hyvin erilainen kuin paleotsooisen ajan eläimistö. Meristä hävisivät trilobiitit, meriskorpionit ja monet korallilajit. Simpukoiden ja kotiloidenkin määrä putosi[6]. Aikaisemmat korallit tuhoutuivat[7].

Ajoitus

Permikauden joukkotuhon kestosta ja ajoituksesta on kiistelty. Permikaudella näyttää lajien tuhoutuminen tapahtuneen monessa vaiheessa. Hiilen isotooppikäyrässä näkyy kaksi suurta nousua noin 10 miljoonan vuoden välein, mitkä tulkitaan eloperäisen aineksen pienemisiksi[8].

Muutamat tutkijat kannattavat ajatusta, jonka mukaan pienempi, mutta hyvin suuri tuho tapahtui keskipermin lopussa[9]. Keskipermin Guadalupe-vaiheessa muodostuvan Pangean ilmasto alkoi kuivua[10]. Keskipermi päättyi jonkinasteiseen joukkotuhoon, joka ei ollut niin vakava kuin aivan kauden lopussa tapahtunut. Niinpä noin 8 miljoonaa vuotta ennen permikauden loppua Guadalupe-vaiheen lopussa monia lajeja hävisi. Noin 50  % merieläinsuvuista kuoli[9]. Tuho kosketti muun muassa merien brakiopodeja ja koralleja. Tällöin hävinneisiin kuuluivat yhtä lukuun ottamatta Dinocephalia-matelijoiden suvut ja Verbeekinidae-fusuliinihuokoseläimet[11][12][13][14]. Keskipermin tuhon aiheutti asteroidin törmäys ehkä syvämeren pohjaan tai Emeishan suuret laavapurkaukset[9].

Eliölajien monimuotoisuus eli lajidiversiteetti oli alimmillaan suurten eliöiden historiassa permikauden lopun ja triaskauden alun aikoihin.

Itse permikauden lopun "suuri kuolema" alkoi muutama miljoonaa vuotta ennen permikauden loppua, ja keskittyi miljoonaan vuoteen permikauden lopussa. Hieman ennen kauden loppua Meishanissa 94 % merieläimistä kuoli, ja noin puolen miljoonan vuoden päästä kuoli uusia lajistoja[15]. Monien eri arvioiden mukaan pahin tuho kesti tuhansia – 200 000 vuotta[16], ehkä jopa lyhemmän ajan. Ensin tuhoutui maaeläimiä, sitten äkkiä merieläimiä ja lopuksi taas maaeläimiä[17]. Joidenkin uusien tutkimusten mukaan merieläimetkin kuolivat hieman eri tahtiin, ostrakodit ja brakiobodit mm. 0,72–1,22 miljoonan vuoden välein[18].

Permikauden tuhosta toipuminen alkoi noin puoli miljoonaa vuotta tuhon jälkeen[19].

Lämpeneminen

Edeltävällä kivihiilikaudella vallitsi maapallolla suuri jääkausi. Nykyisen Texasin seuduilla jääkausi päättyi permikauden alussa, ja ilmasto lämpeni siellä noin 10 °C kivihiilikauden loppuun nähden[20]. Lämpötila jatkoi nousuaan tämän jälkeen. Erään lämpötilakäyrän mukaan maapallo olisi alkanut lämmetä permikauden puolivälin 12 °C:sta permi- ja triaskausien rajan noin 23 °C:een, jossa oli jonkinasteinen lämpöpiikki. Maan nykyinen keskilämpötila on noin 15 °C. Toisten lähteiden mukaan lämpötila nousi ja ilmasto kuivui permikauden aikana, muttei yhtä rajusti kuin kauden alussa jääkauden päätyttyä.[21] Löytöjen ja tietokonesimulaatioiden mukaan Pangaiassa olisi ollut laaja aavikko, joka ulottui 30. leveysasteelle asti.[22] Maalla viittaa lämpenemiseen viileän ilmanalan Glossopteris-kasvillisuuden häviäminen ja alempien leveysasteiden kasvillisuuden saapuminen. Wordian- ja Capitanian-kausilla syntyi kuivuudesta kieliviä evaporiitteja.[23]

Permikauden lopussa tapahtui nopeita ilmastonmuutoksia, joissa välillä oli kuivaa ja kylmää.[24] Jäätiköitä syntyi 253,8–251 miljoonaa vuotta sitten Changhsingian-kaudella molemmille navoille, mutta tämä loppui permikauden lopussa. Merenpinta laski aivan permikauden lopussa. Korkeilla leveyksillä lienee lämmennyt 10–40 °C nykyiseen verrattuna.[23] Lämpimin vuoden keskilämpötila oli subtrooppisella aavikolla Pangean sisäosissa, noin 40 °C[25], ja kylmin paikka navoilla hieman alle 4 °C. Pysyvät jäätiköt sulivat kokonaan.[23][26] Subtropiikissa aavikoilla ylin päivälämpötila nousi 15 °C nykyiseen verrattuna, ollen jopa 51 °C päivällä, ja nykyisessä Karoon altaassa 9–10 °C.[23]

Aineiden määrän muutokset

Happi

Ilmakehän happipitoisuus romahti permikauden lopussa[27] ja triaskauden alussa noin 10 miljoonan vuoden sisään.[28][29][30][31]. Hieman ennen permikauden loppua, noin 255 miljoonaa vuotta sitten Maan ilmakehässä oli happea 35 %, mutta kymmenen miljoonan vuoden päästä vain 12 %[32][33].

Hiilidioksidi

Joukkotuhoa selittää myös havaittu ilmakehän hiilidioksidimäärän kasvu. Permikauden loppupuoliskolla hiilidioksidimäärä nousi jyrkästi hieman nykyistä suuremmasta noin 2 000 ppm:ään[34]. Hiilidioksidimäärä kasvoi 5–10 kertaa nykyistä suuremmaksi[35][36]. Samoihin aikoihin lämpötila nousi kauden keskivaiheen lopulla 12 °C:stä noin 20 °C:hen, ja kauden lopuilla vielä 3 °C[34].

Eloperäinen hiili

Pahin hiilen niukkuus kesti joidenkin tietojen mukaan noin 30 000 vuotta[37]. Suuri 12C-pitoisuus liittyy eloperäiseen ainekseen, ja suuri 13C:n määrä elottomaan[38]. Hiili-isotooppikäyrässä näkyy nopea eloperäisen 13C:n määrän pieneneminen melko nopein hyppäyksin aivan permikauden lopussa[39][40] yhteensä noin 6 promillea.

Joukkotuhon mahdollisia syitä

Suuret tulivuorenpurkaukset ja "klatraattipommi"?
Pääartikkeli: Siperian laakiobasalttipurkaukset

Ikiroudassa ja syvällä viileässä meren pohjassa on kerrostunutta metaaniklatraattia, joka on metaanihydraattia sitovaa klatraattikiveä. Hydraatissa mukana oleva metaani nousisi ilmakehään, jos Maan keskilämpötila nousisi. Metaani on erittäin voimakas kasvihuonekaasu, kymmeniä kertoja hiilidioksidia voimakkaampi.

Tulivuoret purkavat muun muassa hiilidioksidia, joka on kasvihuonekaasu. Se lämmittää kasvihuone-ilmiöllä Maan ilmakehää. Voimakkaat, kauan kestävät tulivuorenpurkaukset voivat nostaa kasvihuonekaasuillaan Maan keskilämpötilan sille rajalle, jossa klatraatti alkaa luovuttaa metaania. Metaani on itsessään voimakas kasvihuonekaasu, ja se muuttuu ilmakehässä hapettuessaan hiilidioksidiksi. Kasvihuoneilmiö kuumentaa Maata, mikä taas lämmittää klatraattikerrostumia yhä syvemmältä. Yhä enemmän metaania vapautuu maan ilmakehään, mikä kuumentaa maata, mikä vapauttaa yhä enemmän metaania ja niin edelleen. Näin syntyy noidankehämäinen ketjureaktio, joka päättyy klatraattivarojen ehtymiseen.

Noin 251 miljoonaa vuotta sitten Maan vaipassa noussut laavapylväs, pluumi tunkeutui Keski-Siperiassa Maan kuoren läpi. Ensin tapahtui tuhkaa ja ryoliittista laavaa purkaneita räjähdyspurkauksia, jotka muuttuivat aikaa myöten rauhallisemmiksi rakopurkauksiksi. Purkaus saattoi ensin viilentää maata ja pimentää Auringon, mutta tämän jälkeen kasvihuoneilmiö alkoi vaikuttaa[17]. Joidenkin tutkijoiden mukaan Siperiasta purkautui 40 biljoonaa tonnia hiilidioksidia ilmakehään. Tämä nosti Maan keskilämpötilaa 5 astetta ja laukaisi "klatraattipommin", missä lämmenneen syvämeren pohjan klatraatit purkivat metaaninsa Maan ilmakehään kuumentaen Maata rajusti. Maa lämpeni edelleen noin 5 astetta, purkausten alusta laskien 10 astetta[17]. Metaanin hapettuminen söi Maan ilmakehän happea runsaasti[41].

Rikkivety on monille happea hengittäville eliöille myrkyllistä. Rikkibakteerit tuottivat suuria määriä rikkivetyä muutamassa sadassa vuodessa, mikä myrkytti entisestään ohentunutta ilmaa. Lisäksi rikkivety tuhosi ehkä otsonikerroksen, joka suojaa Maata auringon syöpää aiheuttavalta ultraviolettisäteilyltä. Näin maan päällä olisi ollut kuumaa ja vaikea hengittää, ja monet eläimet eivät kestäneet hapen niukkuutta ja kuolivat.

Siperiasta löytyneiden laavakenttien perusteella on päätelty, että permikauden lopulla oli poikkeuksellisen pitkäaikaista tulivuoritoimintaa. Hiiltä ja palaneita kasvinosia tarkastelemalla tutkijat Chris Mays ja Stephen McLoughlin havaitsivat, että palaneen aineksen osuus lisääntyi voimakkaasti 252 miljoonaa vuotta sitten. He päättelivät, että metsäpalot yleistyivät tuolloin. Jatkuvat tulivuorenpurkaukset syytivät ilmakehään hiilidioksidia satojen tuhansien vuosien ajan, mikä voimisti kasvihuoneilmiötä. Kasvihuoneilmiö johti lämpötilan nousuun, kuivuuteen ja metsäpaloihin kaikkialla maailmassa, ja metsäpalojen yleistyminen sinetöi maaeläinten sukupuuton. Ilman lisääntynyt hiilidioksidi edisti myös merten happamoitumista, minkä seurauksena monet kuorelliset eläimet liukenivat veteen.[42]

Asteroiditörmäysteoria

Permikauden joukkotuhon arveltiin tapahtuneen erittäin nopeasti. Odotettua nopeampaa tuhoa selittämään keksittiin teoria, jonka mukaan permikauden tuhon syynä oli suuren asteroidin törmäys maahan. Asteroidien tiedetään törmäävän maahan silloin tällöin, ja läpimitaltaan yli 10 km:n asteroidin törmäys on maailmanlaajuinen katastrofi. On kuitenkin osoittautunut, että joukkotuho kesti paljon pidempään, noin 80 000 vuotta, ja tapahtui kolmessa eri vaiheessalähde?. Törmäysteoria onkin tutkijoiden keskuudessa varsin kiistanalainen[1].

Permikauden loppuun liittyy myös iridiumpiikki, joka on pienempi kuin liitukauden lopusta löytynyt[43]. Silloin permikauden lopussa maahan törmäsi ristiriitaisesti joko pienempi kappale kuin liitukauden lopulla, tai vähän iridiumia sisältävä kivikappale tai komeetta.

Toinen samoihin aikoihin syntynyt törmäyskraatteri on löydetty Etelämantereelta. American Geophysical Union Joint Assembly:ssa 23.–26. toukokuuta 2006 yhdysvaltalaistutkijat esittelivät tutkimustuloksensa, jonka mukaan Etelämantereeseen oli iskeytynyt jättiläismäinen meteoriitti 250 miljoonaa vuotta sitten. Meteoriitin jättämä kraatteri on halkaisijaltaan 483 kilometriä. Se sijaitsee 1,6 kilometrin syvyydessä jään alla Etelämantereen itäosissa Wilkesinmaan alla. Kraatterin koko antaa myös tiedemiesten mukaan olettaa, että meteoriitin seurauksena Gondwanamanner saattoi hajota, koska syntynyt rakennehalkeama työnsi Australiaa kauemmaksi pohjoiseen.[44][45]. Asteroidin törmäys saattoi täydentää tulivuorenpurkausten tuhovaikutusta tai itsessään laukaista "klatraattipommin". Asteroiditörmäys ohueen meren pohjaan saattoi myös vapauttaa ilmakehään rikkiä[9].

Muita syitä

Permikauden joukkotuhon syyksi on ehdotettu avaruussäteilyn lisääntymistä, joka on saattanut aiheutua supernovaräjähdyksestä tai vastaavan tyyppisestä kosmisesta katastrofista.lähde?

Katso myös

Lähteet
  1. Permian extinction Encyclopædia Britannica. Viitattu 12.01.2018. (englanniksi)
  2. An Introduction to Zoology: Investigating the Animal World, s. 556. Jones & Bartlett Publishers, 2011. ISBN 9780763752866. (englanniksi)
  3. THE PERMIAN-TRIASSIC BOUNDARY
  4. Permian Radiolaria of the Fantasque Fm., Ursula Creek, Canada.
  5. OXYGEN AS A CONTROL ON THE PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE MARINE BIOSPHERE
  6. Karttakeskus, Maapallo, sivut 32–33
  7. Matti Eronen: Jääkausien jäljillä, ISBN 951-9269-59-2, s. 72.
  8. John Stojanowski THE PERMIAN-TRIASSIC EXTINCTION - THE GRAVITY THEORY (20.3.2007)
  9. The double mass extinctions at the ends of the Guadalupian (Middle Permian) and Permian ugr.es. (englanniksi)
  10. The Guadalupian Epoch, The Guadalupian Epoch of the Permian Period: 271 to 260 million years ago[vanhentunut linkki]
  11. Retallack, G.J., Metzger, C.A., Jahren, A.H., Greaver, T., Smith, R.M.H. & Sheldon, N.D: Middle-Late Permian mass extinction on land. GSA Bulletin, marraskuu/joulukuu 2006, 118. vsk, nro 11/12, s. 1398–1411.
  12. Ota, A. & Isozaki, Y.: Fusuline biotic turnover across the Guadalupian–Lopingian (Middle–Upper Permian) boundary in mid-oceanic carbonate buildups: Biostratigraphy of accreted limestone in Japan. Journal of Asian Earth Sciences, 2006, 26. vsk, nro 3–4, s. 353–368.
  13. Shen, S. & Shi, G.R.: Paleobiogeographical extinction patterns of Permian brachiopods in the Asian-western Pacific region. Paleobiology, 2002, 28. vsk, s. 449–463.
  14. Wang, X.-D. & Sugiyama, T.: Diversity and extinction patterns of Permian coral faunas of China. Lethaia, {{{Vuosi}}}, 33. vsk, nro 4, s. 285–294. http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1080/002411600750053853 [{{{www}}} Artikkelin verkkoversio].
  15. Wipeout, University of Bristol
  16. The Day Everything Died
  17. Jorma Keskitalo: Maapallon muuttuva ilmasto, s. 52. Jyväskylä 2003: Tammi. ISBN 951-31-3425-3.
  18. Wang, S.C.; Everson, P.J. (2007). "Confidence intervals for pulsed mass extinction events". Paleobiology 33 (2): 324–336. doi:10.1666/06056.1.
  19. Wipeout New Scientist vol 178 issue 2392 - 26 April 2003, page 38
  20. Tabor, Neil J.: "Stable isotope temperature reconstructions from Permo-Pennsylvanian pedogenic minerals: Insight into terrestrial climate during meltdown of the late paleozoic icehouse" (esitelmäyhteenveto) 19.10.2005. Southern Methodist University, Dedman College. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)
  21. Mager, S. & Fitzsimons, S.: Geography 283/389: "Temperature record" (kuva kurssimateriaalista) 7.6.2002. University of Otago. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)[vanhentunut linkki]
  22. "Permian evaporites" (kuva) The National Center for Atmospheric Research. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)[vanhentunut linkki]
  23. Kiehl, Jeffrey T., Shields, Christine A.: "Climate simulation of the latest Permian: Implications for mass extinction" (pdf) syyskuu 2005. Geology (lehti). Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)
  24. Extinctions: Cycles of Life and Death Through Time: "Speculated Causes of the Permian Extinction" 19.12.1996. Hooper Virtual Paleontological Museum. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)
  25. Climate Model Links Higher Temperatures to Prehistoric Extinction
  26. "Climate Model Links Higher Temperatures to Prehistoric Extinction". 24.8.2005. The National Center for Atmospheric Research. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)
  27. Mass extinctions/Global oxygen level
  28. Tieteen kuvalehti, 2009 numero 3, sivu 51
  29. OXYGEN AS A CONTROL ON THE PERMIAN-TRIASSIC EVOLUTION OF THE MARINE BIOSPHERE, TWITCHETT, Richard J., School of Earth, Ocean and Environmental Science, University of Plymouth, Drake Circus, Plymouth PL4 8AA United Kingdom
  30. Paleophysiology and end-Permian mass extinction, Science Direct
  31. Paleophysiology and end-Permian mass extinction, Knoll, A.H., Bambach, R.K., Payne, J.L., Pruss, S., and Fischer, W.W. 2007
  32. Changes in the air: variations in atmospheric oxygen have affected evolution in big ways., alkup pähde Stanford University, Peter D. Ward
  33. Low oxygen likely made 'Great Dying' worse, greatly delayed recovery, Vince Stricherz[vanhentunut linkki]
  35. EARLY TRIASSIC AFTERMATH, SECTION 2
  36. Lecture 7 Earth's First 3.7 Billion Years
  37. 5. METHANE CATASTROPHE (Continental Margin Methane Release)
  38. Bice, Dave: "Modeling Carbon Isotopes" Carleton College. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)[vanhentunut linkki]
  39. Clowes, Chris: "Hiili-13 -pitoisuuskäyrä" (kuva) Peripatus.gen.nz. Viitattu 30.6.2007.
  40. The Permian-Triassic Mass Extinction [vanhentunut linkki]
  41. Tiede.fi [vanhentunut linkki]
  42. Metsäpalot sinetöivät suurtuhon. Tiede, 2022.
  43. Karen Wright: Day Everything Died (28.4.2005)
  44. "Big crater seen beneath ice sheet" 3.6.2006. BBC. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)
  45. "2006 Joint Assembly" 2006. American Geophysical Union. Viitattu 30.6.2007. (englanniksi)[vanhentunut linkki]

    Aiheesta muualla
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.