Ерозия на озоновия слой има вина за най-загадъчното масово измиране на Земята

Преди 360 милиона години се случва събитие, по време на което изчезват 79-87% от броя на видовете морски животни и растения на Земята.

Според ново изследване това е причинено от кратко разрушаване на озоновия слой, който предпазва Земята от увреждане на ултравиолетовата (UV) радиация.

Този новооткрит механизъм на изчезване е с дълбоки последици за нашия затоплящ се свят.

През цялата си история Земята е преживяла поне пет основни масови измирания, които са унищожили по-голямата част от живота по целия свят. Повечето от тези събития доста ясно съвпадат с катастрофи като удари на астероиди, геоложка активност и вулканични изригвания.

Едно събитие обаче е по-скоро загадка - къснодевонското измиране преди 360 милиона години. Няма данни за големи астероидни въздействия от онова време и липсват геоложки отложения, подсказващи голям вулканизъм.

Знае се обаче, че по онова време светът се е затоплял, излизайки от ледников период. Това само по себе си не е достатъчно да доведе до масово изчезване, но сега учените откриват тревожен нов компонент. Фосилните свидетелства показват драматично увеличение на ултравиолетовото лъчение, причинено от временно изчерпване на озоновия слой в условията на едно глобално затопляне.

Това е тревожно заключение - защото предполага, че изчерпването на озона може да бъде естествен отговор на затоплящия се свят. А светът се затопля с разрушителна скорост и сега.

Къснодевонското измиране се е случило през период от 500 000 до 25 милиона години, като са унищожени около 80% от всички животински видове по това време. Но също така има опустошителен ефект върху растенията.

„Що се отнася до цветния прашец и спорите, измирането на сущата се изразява ясно като пълна загуба на разнообразие на границата между периодите Девон и Карбон с изчезването на поне четири основни спорови групи, които са доминирали“, пишат изследователите в своята статия.

Предишното проучване през 2018 г. установи, че преди 252 милиона години, т.е. масовото измиране през периода Перм-Триас, фосилизираните растителни спори са претърпели увреждания от изключителна UV радиация. Тези малформации пречат на растенията да се размножават, което води до масово изчезване на растителността.

Това се дължи на изчерпването на озона поради масивната вулканична активност - нещо, което знаем, че може да ускори изчерпването на озона. Това обяснение не може да се приложи за къснодевонското изчезване (защото няма данни за вулканични изригвания), но е възможно нещо друго да е изчерпало озона. Така екипът изследователи от Университета в Саутхемптън се обърна към фосилизираните растителни спори.

Те събират скални проби от обекти в Гренландия, която е била по-близо до екватора по време на късния девон, и ги изследват за фосилизирани растителни спори. И откриват, че много от спорите проявяват признаци на увреждане от ултравиолетово лъчение.

^{Спори. Кредит: Marshall et al., SciAdv, 2020}

Бодливите спори на растение, наречено Grandispora cornuta, започват да проявяват неправилно оформени шипове и неправилни форми (на снимката по-горе). Спорите от друго растение, наречено Verrucosisporites nitidus, са с неравномерно разположени жилки и неправилни форми. И много спори са с по-тъмен цвят - което вероятно е разработена защитна пигментация за защита от по-силна ултравиолетова радиация.

Учените заключават, че озоновият слой наистина е изтънял, увеличавайки количеството ултравиолетово лъчение, достигащо до повърхността, унищожавайки голяма част от растителните видове. И тъй като растенията са в основата на хранителната верига, това има каскаден ефект, който заличава тревопасните, а след това и месоядните, които се хранят с тях.

И така, какъв е бил механизмът зад това изчерпване на озона? Самото затопляне, твърдят учените. С повишаването на температурата естествено произведените флуоровъглеводороди като метил хлорид се издигат в атмосферата, действайки като катализатор за разграждането на озоновия слой.

През последните десетилетия вече преживяхме опасността от унищожаването на озоновия слой, тъй като хлорофлуоровъглеводородите (CFC), които се използваха за охлаждане, изтичаха в атмосферата, отслабваха озоновия слой над Антарктида.

Тази дупка се затвори, след като драстично се намали използването на CFC, но наскоро се отвори и затвори втора дупка над Арктика, поради времето, свързано с климатичните промени. Това изследване предполага, че повишаването на температурите може също да повреди защитния слой на нашата планета.

_{Схема, показваща процесите на хипотезите, довели до разпадане на озон и изчезване на растения. Високите континентални летни температури (A) причиняват увеличен пренос на водна пара в стратосферата заедно с естествено срещащите се флуоровъглеводороди. Тези флуоровъглеводороди каталитично стимулират разграждането на озон (В), което води до увеличаване на UV-B лъчението, достигащо до земната повърхност. Това UV-B лъчение (C) уврежда ДНК на клетките на спори и цветен прашец, преди да могат да образуват защитен слой на обвивката си,. Увреждането на ДНК се изразява като увреждане на шиповете, които покриват външната стена на спорите. Увреждането на ДНК също прави родителските растения неспособни да се възпроизвеждат успешно и те изчезват глобално или локално, водейки до колапс на горската екосистема. Колапсът на екосистемата излага палеопочвите под гората на ерозия и потоците пренасят хранителни вещества към океаните. Морските нива бързо се повишават след разтопяването на ледените покривки и плитките шелфови морета (D) заливат сушата. Продуктивостта на планктона от празинофитните водорасли е висока в тези богати на хранителни вещества шелфове и заради бавната циркулация на водата водните пластове отчетливо се разграничават (стратифицират). В долния стратифициран воден слой липсва кислород и следователно запазва всяка органична материя, която попада през него с утайката на морското дъно, съдържаща високо съдържание на органичен въглерод. Този органичен въглерод в крайна сметка идва от фотосинтезата, която използва атмосферен въглероден диоксид. Този процес отстранява въглеродния диоксид от атмосферата и води до глобално охлаждане. И тъй, след като топлият следледников климатичен цикъл премина своя пик, озоновият слой може да се възстанови и оцелелите растения и животни се възстановяват в много различни екосистеми. Кредит: Marshall, Lakin, Troth & Wallace-Johnson}

"Текущите оценки предполагат, че ще достигнем подобни глобални температури, аналогични на тези отпреди 360 милиона години, и е вероятно подобен колапс на озоновия слой да се появи отново, излагайки на смъртоносна радиация живота на повърхността и в плитките води", коментира Джон Маршал (John Marshall) от Университета в Саутхемптън, Великобритания.

„Това би ни преместило от настоящото състояние на изменението на климата, до спешна климатична ситуация“.

Справка: J.E.A. Marshall el al., "UV-B radiation was the Devonian-Carboniferous boundary terrestrial extinction kill mechanism," Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.aba0768 , advances.sciencemag.org/content/6/22/eaba0768

Източник:

Earth's Most Mysterious Mass Extinction May Have Had an Ozone Depletion Component, ScienceAlert

Study shows erosion of ozone layer responsible for mass extinction event, University of Southampton

Още по темата

19/12/2017

Животът

Кислородът в земната атмосфера се е появил благодарение и на гъбите

24/10/2017

Животът

Фосили от най-старите дървета в света разкриват сложна анатомия, невиждана преди

01/07/2017

Земята

Остават 100 години до шестото масово измиране на Земята

19/04/2017

Животът

Твърде влажният климат е довел до измирането на мегафауната (видео)