YK:n rahoittama tutkimusryhmä Appalakkien osavaltionyliopiston geologian osastolta on löytänyt todisteita merissä 375 miljoonaa vuotta sitten esiintyneistä happikadoista ja sukupuutoista. Nämä liittyvät tuolloin tapahtuneeseen maakasvien kehittymisestä ja leviämisestä aiheutuneeseen maapallon ilmaston viilenemiseen.
Tämä leiripaikka Mongoliassa oli aikoinaan meren peitossa. (Kuva: Johnny A. Waters.)
”Myöhäisen devonikauden massasukupuutto oli yksi viidestä suurimmasta massasukupuutosta elämän historiassa,” sanoo professori Johnny Waters, joka on yksi YK:n rahoittaman viisivuotisen tutkimusprojektin johtajista. Tutkimusryhmän tarkoituksena on arvioida ilmastonmuutoksen ja ekosysteemien suhdetta devonikaudella (419-359 miljoonaa vuotta sitten).
”Tämä on kolmanneksi merkittävin massasukupuutto ja sen aiheuttivat kasvit,” Waters sanoo. ”Toisin kuin dinosaurusten massasukupuutto, joka liittyi asteroidin törmäykseen, tämä aiheutui ympäristöstä.”
Waters tarkentaa, että devonikaudella vallitseva ilmasto oli superkasvihuone, eli maapallo oli erittäin lämmin. Jäätiköitä ei luultavasti ollut ja ilmakehässä oli paljon hiilidioksidia (arvioiden mukaan jopa 4000 ppm, eli tilavuuden miljoonasosaa, mikä on kymmenkertainen pitoisuus nykyiseen verrattuna).
”Kun kasviyhteisöt laajenivat maa-alueille ja muodostivat ensimmäiset metsät, ne kuluttivat ilmakehän hiilidioksidia,” Waters sanoo. ”Hiilidioksidipitoisuus putosi 400 ppm:ään devonikauden lopulla. Ilmasto viileni. Jäätiköitä alkoi esiintyä. Nopea ilmastonmuutos aiheutti paljon sukupuuttoja tropiikissa ja koralliriutat kuolivat sukupuuttoon.”
Suurin osa tähän massasukupuuttoon liittyvistä tiedoistamme tulee Euroopasta ja Pohjois-Amerikasta. Nykyään nämä kaksi maa-aluetta ovat etäällä toisistaan, mutta devonikaudella ne olivat lähekkäin. Tietomme asiasta ovat siis tulleet lähinnä vain yhdestä tuonaikaisesta maailmankolkasta. Olisi tärkeää saada tietoja tuonaikaisista tapahtumista myös muualta maailmasta, jotta ymmärtäisimme, miten ilmastonmuutos eteni tuolloin maailmanlaajuisesti.
Watersin kansainvälinen tutkijaryhmä on tehnyt vuosien ajan kenttätyötä Länsi-Kiinassa. Hiljattain on tehty myös kaksi kenttätyöjaksoa Länsi-Mongoliassa, lähellä Venäjän ja Kiinan rajoja. Kiinan muuttunut poliittinen ilmapiiri on viime vuosina sallinut kenttätyön näissä paikoissa. Tutkimusryhmässä on ollut mukana eri alojen asiantuntijoita. YK:lla on vastaavia tutkimusprojekteja käynnissä Thaimaassa, Myanmarissa, Vietnamissa ja Pohjois-Kiinassa.
”Työskentelemme Keski-Aasiassa siksi, että sieltä löytyy paljon hyviä todisteita siitä, mitä tapahtui ennen tätä massasukupuuttoa ja sen jälkeen. Tätä aluetta ei ole aiemmin tutkittu kunnolla,” Waters sanoo. ”Olennainen osa työtämme on löytää sellaiset paikat, joista löytyy paras tieto siitä, mitä massasukupuuton aikana ja sen jälkeen tapahtui.”
Tietoa massasukupuuton aikaisesta ilmastosta saadaan Keski-Aasian kivinäytteistä, jotka devonikaudella olivat merenpohjaa. Ilmastonmuutoksesta jää merkit kivikerrostumiin. Kivinäytteistä selviää, että devonikauden ilmastonmuutos vaikutti maa-alueiden elämän lisäksi myös merien elämään. Merissä tapahtui tuolloin sarja happikatoja ja sukupuuttoja, joiden aikana 50 prosenttia merieliölajeista hävisi.
Kivinäytteiden analysointi tehdään pääasiassa opiskelijoiden toimesta Appalakkien osavaltionyliopiston tiloissa apulaisprofessori Sarah Carmichaelin ohjauksessa. Tutkimusprojektissa saatuja uusia tietoja vertaillaan olemassa oleviin tietoihin Euroopasta ja Pohjois-Amerikasta, jotta saadaan käsitys maailmanlaajuisesta tilanteesta.
”Nykyään kyseessä on hiilidioksidin lisääntymisen aiheuttama ilmaston lämpeneminen ja sen negatiiviset vaikutukset ekosysteemeille. Devonikaudella kyseessä oli hiilidioksidin nopea väheneminen, joka geologisessa ajassa tapahtui miljoonien vuosien kuluessa eikä satojen vuosien kuluessa,” Waters sanoo. ”Näistä ilmastonmuutoksista saatava oppi on kuitenkin melko samanlainen. Olemme selvästi huolissamme ilmastonmuutoksesta ja sen vaikutuksista ympäristölle ja ekosysteemeille. Geologinen arkisto on oikeastaan ainoa paikka, jossa voimme nähdä tällaisia tapahtumia ja verrata, mitä tapahtui ennen ja jälkeen.”
Lähteet:
Appalachian geology professors collect evidence of mass extinction that occurred in Central Asia (Appalakkien osavaltionyliopiston tiedote).
DEREUIL, Aubry A., CARMICHAEL, Sarah K., WATERS, Johnny A., SUTTNER, Thomas J., and KIDO, Erika, RECOGNITION OF THE KELLWASSER EVENT IN THE LATE DEVONIAN HONGGULELENG FORMATION OF NORTHWESTERN CHINA, 2013 GSA Annual Meeting in Denver: 125th Anniversary of GSA (27-30 October 2013), Paper No. 128-14. [tiivistelmä]
WATERS, Johnny, CARMICHAEL, Sarah K., SUTTNER, Thomas J., KIDO, Erika, MOORE, L. McCain, BATCHELOR, Cameron J., and DEREUIL, Aubry A., RECOGNITION OF THE KELLWASSER AND HANGENBERG ANOXIA EVENTS IN THE CENTRAL ASIAN OROGENIC BELT, 2013 GSA Annual Meeting in Denver: 125th Anniversary of GSA (27-30 October 2013), Paper No. 303-3. [tiivistelmä]
Ilmastotieto 