A legnagyobb tömeges kihalás rejtélye

Miért tűnt el a perm végén a tengeri fajok több mint 96, illetve a szárazföldiek 70 százaléka?

2020. október 31., 16:16 , 1030. szám

Az utóbbi 570 millió év során bizonyítottan hat, de több jel szerint lehetséges, hogy hét kihalási hullám söpört végig az élővilágon, melyek közül a 251,9 millió esztendővel ezelőtt, a földtörténeti ókor utolsó időszaka, a perm és a földtörténeti középkor első időszaka, a triász határán bekövetkezett kihalási esemény volt a leghatalmasabb. De mi válthatta ki?

Kelet-Szibériában található egy másfél millió négyzetkilométer kiterjedésű bazaltfennsík, mely a perm végén alakult ki. Akkoriban bazaltvulkánok ontották itt magukból a lávát, több mint négymillió köbkilométernyit, mely megszilárdulva bazalttá vált, s így jött létre a fennsík. A földköpenyből a kérgen át felfelé nyomuló kőzetolvadék, a magma pedig (melyet a felszín elérése után lávának nevezünk) itt széntelepeken, továbbá karbonátokat, vagyis a szénsav sóit magukba záró kőzeteken, valamint ként is tartalmazó evaporitokon, azaz sókőzeteken haladt át, magába zárva mindezek szén-, illetve kéntartalmát. Így a tűzhányókból feltörő hamu- és gázfelhők nagy mennyiségű szulfátos aeroszollal, illetve szén-dioxiddal dúsították fel a légkört. A kéntartalmú aeroszolok visszaverték a napsugárzás egy részét, amivel globális lehűlést okoztak, megnehezítették a növények fotoszintézisét, és savas esőket idéztek elő, melyek ugyancsak megviselték a növényzetet, s ezáltal az állatvilágot is. Az aeroszoloknak a légkörből való kiülepedése után pedig a légköri szén-dioxid-mennyiség megnövekedése globális felmelegedéshez vezetett, mely a szárazföldi élővilágot is megtizedelhette, emellett pedig lecsökkenthette az egyenlítő és a sarkvidékek közötti hőmérsékleti különbségeket, s így leállíthatta vagy legalábbis lelassíthatta a nagy óceáni vízkörzést: a felszíni és a mélytengeri áramlatok globális cirkulációját. S mivel épp ez a folyamat dúsítja fel oxigénnel a tengereket, ezért ennek lelassulása vagy leállása miatt nagymértékben lecsökken az óceánok oxigéntartalma, így a tengerek oxigénhiányosakká, vagyis anoxikusakká válnak, s az ebből az időszakból származó üledékek bizonyítják is az anoxia bekövetkezését, mely óriási csapást mért a tengeri élővilágra. Ráadásul az anoxia kedvez a szulfátredukáló baktériumok elszaporodásának, melyek kén-hidrogént termelnek, így elszaporodásuk esetén nagymennyiségű kén-hidrogént bocsátottak az óceánokba, valamint a légkörbe, megmérgezve mind a tengeri, mind a szárazföldi élővilágot.

Az amerikai Massachusettsi Műszaki Egyetem kutatói perm végi üledékes kőzetek vizsgálatával kiderítették, hogy a nagyszámú fosszíliát – megkövesedett élőlényeket, élőlénymaradványokat – tartalmazó, így a tömeges kihalásra utaló rétegeket vékony, vulkáni hamuból és porból álló rétegek választják el egymástól. Tehát a kihalás idején valóban volt vulkáni aktivitás, és az is bebizonyosodott, hogy megemelkedett a légköri szén-dioxid-szint. Később viszont zavaró dolgokra derült fény. A számítások szerint a vulkánok által kilövellt szén-dioxid a kétszeresére növelte e gáz légköri koncentrációját, ami 1,5-4,5 Celsius-fokos átlaghőmérséklet-emelkedéshez vezetett, ám egy ekkora felmelegedés nem volt elegendő az élővilág katasztrofális pusztulásához. Tudjuk viszont, hogy a leendő szibériai bazaltfennsík helyén akkoriban nagyrészt sekély tenger hullámzott, a tűzhányók többsége eleinte tenger alatti vulkán volt, mielőtt kiemelkedtek volna a víztömegből. A tengerek mélyén pedig metán-hidrát található, amiből hő – például vulkáni aktivitás – hatására felszabadul a metán, mely előbb a tengerekben halmozódik fel, majd a légkörbe is felemelkedik, s mivel huszonötször erősebb üvegházhatású gáz, mint a szén-dioxid, így a légköri metánszint jelentős megnövekedése már előidézhetett egy katasztrofális mértékű globális felmelegedést. Csakhogy… A Massachusettsi Műszaki Egyetem kutatói – kínai kollégáikkal együtt – további vizsgálatokat végeztek Kínában feltárt perm végi üledékes kőzeteken, s kiderítették, hogy a kihalási hullám előtt, sőt után is erőteljesebb volt a vulkáni aktivitás, mint a tömeges kihalás időszakában.

A New York-i Syracuse Egyetem kutatói ellenben választ találtak arra a kérdésre, miért épp a vulkáni aktivitás lecsökkent időszakában következett be a katasztrófa. A kihalási eseményt szerintük az ún. teleptelér kialakulása okozta. A magma ugyanis nemcsak a felszínre törhet, hanem a kéreg kőzetei közé is benyomulhat, amit intrúziónak nevezünk. Az említett kutatók felmérései szerint a vulkáni aktivitás lecsökkenése idején egy intruzív vulkáni kőzet, a szill vagy teleptelér képződése indította be a tömeges kihaláshoz vezető láncreakciót. A teleptelérek formálódásakor ugyanis óriási hő termelődött, mely gázokban gazdag üledékekkel érintkezve hatalmas mennyiségű üvegházhatású gázt szabadított fel, ami katasztrofális mértékű globális felmelegedéshez vezetett.

Megoldódott hát a rejtély? Vagy a jövő kutatóira vár, hogy egyértelműen bebizonyítsák, mi idézte elő az élővilág legnagyobb katasztrófáját?

Lajos Mihály