Undersøgelse viser erosion af ozonlaget, der er ansvarlig for masseudryddelse

Forskere ved University of Southampton har vist, at en udryddelsesbegivenhed for 360 millioner år siden, der dræbte en stor del af Jordens plante- og ferskvandsliv, blev forårsaget af en kort nedbrydning af ozonlaget, der beskytter Jorden mod skadelig ultraviolet (UV) stråling. Dette er en nyopdaget udryddelsesmekanisme med dybe konsekvenser for vores opvarmningsverden i dag.

Der har været en række masseudryddelser i den geologiske fortid. Kun en blev forårsaget af en asteroide, der ramte Jorden, hvilket var for 66 millioner år siden, da dinosaurerne uddøde. Tre af de andre, herunder slutningen Permian Great Dying, 252 millioner år siden, blev forårsaget af enorme kontinentale vulkanudbrud, der destabiliserede Jordens atmosfærer og oceaner.

Nu, forskere har fundet beviser for, at det var høje niveauer af UV -stråling, der kollapsede skovøkosystemer og dræbte mange fiskearter og tetrapoder (vores fire forfædrede lemmer) i slutningen af ​​den devonske geologiske periode, 359 millioner år siden. Dette skadelige udbrud af UV -stråling opstod som en del af en af ​​Jordens klimacyklusser, frem for at blive forårsaget af et enormt vulkanudbrud.

Ozonkollapset opstod, da klimaet hurtigt opvarmede efter en intens istid, og forskerne antyder, at Jorden i dag kunne nå sammenlignelige temperaturer, muligvis udløser en lignende begivenhed. Deres resultater offentliggøres i tidsskriftet Videnskab fremskridt .

Holdet indsamlede stenprøver under ekspeditioner til bjergrige polarområder i Østgrønland, som engang dannede en enorm gammel søbed i det tørre indre af det gamle røde sandstenskontinent, består af Europa og Nordamerika. Denne sø lå på Jordens sydlige halvkugle og ville have lignet naturen til nutidens Tchad -søen på kanten af ​​Sahara -ørkenen.

Andre klipper blev indsamlet fra Andesbjergene over Titicacasøen i Bolivia. Disse sydamerikanske prøver var fra det sydlige kontinent Gondwana, som var tættere på den devonske sydpol. De havde spor om, hvad der skete i udkanten af ​​den smeltende devonske iskappe, muliggør en sammenligning mellem udryddelsesbegivenheden tæt på polen og tæt på ækvator.

Tilbage i laboratoriet, klipperne blev opløst i flussyre, frigivelse af mikroskopiske plantesporer (som pollen, men fra bregnerlignende planter, der ikke havde frø eller blomster), som havde ligget bevaret i hundreder af millioner af år. Ved mikroskopisk undersøgelse, forskerne fandt ud af, at mange af sporerne havde bizart dannet rygsøjler på deres overflade - et svar på UV -stråling, der beskadigede deres DNA. Også, mange sporer havde mørke pigmenterede vægge, menes at være en slags beskyttende 'tan', på grund af øgede og skadelige UV -niveauer.

Forskerne konkluderede, at i en tid med hurtig global opvarmning, ozonlaget kollapsede i en kort periode, udsætte livet på Jorden for skadelige niveauer af UV-stråling og udløse en masseudryddelse på land og på lavt vand ved grænsen Devonian-Carbonifer.

Efter smeltning af iskapper, klimaet var meget varmt, med den øgede varme over kontinenter, der skubber mere naturligt genereret ozon, der ødelægger kemikalier i den øvre atmosfære. Dette tillader høje niveauer af UV-B-stråling i flere tusinde år.

Lederforsker professor John Marshall, fra University of Southamptons School of Ocean and Earth Science, hvem er National Geographic Explorer, kommentarer:"Vores ozonskjold forsvandt i kort tid i denne ældgamle periode, falder sammen med en kort og hurtig opvarmning af Jorden. Vores ozonlag er naturligvis i en tilstand af flux - konstant skabt og tabt - og vi har også vist, at dette er sket tidligere, uden en katalysator som f.eks. et kontinentalt vulkanudbrud. "

Under udryddelsen, planter overlevede selektivt, men blev enormt forstyrret, da skovøkosystemet kollapsede. Den dominerende gruppe pansrede fisk uddøde. Dem, der overlevede - hajer og benede fisk - forbliver den dag i dag de dominerende fisk i vores økosystemer.

Disse udryddelser kom på et vigtigt tidspunkt for udviklingen af ​​vores egne forfædre, tetrapoder. Disse tidlige tetrapoder er fisk, der udviklede sig til at have lemmer frem for finner, men levede stadig mest i vand. Deres lemmer besad mange fingre og tæer. Udryddelsen nulstillede udviklingsretningen, idet de overlevende efter udryddelse var terrestriske og med antallet af fingre og tæer reduceret til fem.

Professor Marshall siger, at hans teams resultater har opsigtsvækkende konsekvenser for livet på Jorden i dag:"Nuværende estimater tyder på, at vi vil nå lignende globale temperaturer som dem for 360 millioner år siden, med mulighed for, at et lignende sammenbrud af ozonlaget kan forekomme igen, udsætter overflade og lavt havliv for dødelig stråling. Dette ville flytte os fra den nuværende tilstand af klimaændringer, til en klimatilfælde. "

De fjerntliggende steder, der er besøgt i Østgrønland, er meget vanskelige at få adgang til, med rejser med lette fly, der er i stand til at lande direkte på tundraen. Transport inden for det store feltområde foregik med gummibåde udstyret med påhængsmotorer, som alle skulle passe ind i det lille fly.

Al feltlogistik blev organiseret af CASP, an independent charitable trust based in Cambridge specialising in remote geological fieldwork. Mike Curtis, Managing Director of CASP says:"We have a history of assisting research geologists such as John Marshall and colleagues to access remote field areas and we are particularly pleased that their research has proved to have such potentially profound implications."