จุลินทรีย์อาจอธิบายการฟื้นตัวช้าจาก “Great Dying”
ในตอนท้ายของยุค Permian เมื่อ 252 ล้านปีก่อน โลกถูกทำลายล้างโดยการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ซึ่งทำลายล้างเผ่าพันธุ์มากกว่า 90% บนโลก ต่างจากหลังจากการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งอื่นๆ การฟื้นตัวจาก “Great Dying” นั้นช้า: ต้องใช้เวลาหลายล้านปี TK กว่าที่โลกจะเติมประชากรและฟื้นฟูความหลากหลาย
ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์อาจทราบแล้วว่าเหตุใดการฟื้นตัวของโลกจึงล่าช้า กลุ่มของสิ่งมีชีวิตในทะเลขนาดเล็กที่เรียกว่าเรดิโอลาเรียนหายตัวไปหลังจากการสูญพันธุ์ การหายไปของพวกมันได้เปลี่ยนแปลงธรณีเคมีทางทะเลอย่างรุนแรง ทำให้เกิดการก่อตัวของดินเหนียวที่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา นักวิทยาศาสตร์อธิบายในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 3 ตุลาคมในวารสาร Nature Geoscienceว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นี้จะทำให้บรรยากาศอบอุ่นและมหาสมุทรมีความเป็นกรด ซึ่งจะทำให้การฟื้นตัวของชีวิตช้าลง(เปิดในแท็บใหม่).
สิ่งเหล่านี้เป็นสภาวะสุดโต่งที่ไม่เคยพบเห็นบนโลกมาก่อนเป็นเวลาหลายร้อยล้านปีก่อนการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตที่แพร่หลาย Clément Bataille ผู้เขียนร่วมศึกษาซึ่งปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลกและสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยออตตาวาในแคนาดากล่าว วิทยาศาสตร์สด.
โลกที่ไม่เป็นมิตร
Bataille ทำงานวิจัยในฐานะนักวิชาการดุษฎีบัณฑิตในห้องปฏิบัติการของ Xiao-Ming Liu นักธรณีเคมีแห่งมหาวิทยาลัยนอร์ธแคโรไลนาที่แชปเพิลฮิลล์ นักวิจัยพยายามทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกเมื่อสิ้นสุดยุคเปอร์เมียน (298.9 ล้านถึง 251.9 ล้านปีก่อน) และจุดเริ่มต้นของไทรแอสซิก (251.9 ล้านถึง 201.3 ล้านปีก่อน) ในขณะนั้น ทุกทวีปได้รวมตัวกันเป็นผืนดินขนาดมหึมาแห่งหนึ่งที่เรียกว่าแพงเจียและกลุ่มภูเขาไฟ ขนาดใหญ่ ที่รู้จักกันในชื่อ กับดักไซบีเรีย กำลังพ่นก๊าซเรือนกระจกที่ ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน ซึ่งอาจมีส่วนทำให้เกิดการสูญพันธุ์ซึ่งส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตเกือบ ทุกอย่าง.
ทีมงานต้องการศึกษากระบวนการที่เรียกว่าการผุกร่อนของสารเคมี – เมื่อหินบนบกสลายตัวและปล่อยแคลเซียมซึ่งกัดเซาะลงสู่มหาสมุทร ที่นั่น แคลเซียมจะรวมตัวกับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เพื่อสร้างหินคาร์บอเนต ยิ่งสภาพอากาศอุ่นขึ้น สภาพอากาศก็จะยิ่งเร็วขึ้น เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นในอุณหภูมิที่อุ่นขึ้น และน้ำที่ไหลมากขึ้นหมายถึงการกัดเซาะที่มากขึ้น สิ่งนี้สร้างวงจรป้อนกลับที่ช่วยรักษาอุณหภูมิโลกให้คงที่ Bataille กล่าวว่า: เมื่ออากาศอุ่นขึ้นและสภาพอากาศเร็วขึ้น CO2 จะไหลลงสู่ทะเลมากขึ้นและถูกกักขังอยู่ในโขดหินในมหาสมุทร ซึ่งช่วยให้อากาศเย็นลง เมื่อสภาพอากาศเย็นลง สภาพอากาศจะช้าลงและ CO2 ถูกกักขังไว้ในโขดหินในมหาสมุทร จึงป้องกันสิ่งต่างๆ ไม่ให้เย็นเกินไป
แต่มีกระบวนการอื่นที่สามารถเกิดขึ้นได้ในมหาสมุทร เรียกว่า การผุกร่อนย้อนกลับ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อแร่ธาตุซิลิกามีอยู่มากมายและก่อตัวเป็นดินเหนียวใหม่บนพื้นมหาสมุทร ในระหว่างการผุกร่อนย้อนกลับ ดินเหนียวเหล่านี้จะปล่อย CO2 มากกว่าที่หินคาร์บอเนตจะจับได้
ซิลิกามีอยู่ไม่มากนักในมหาสมุทรในปัจจุบัน เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ของแพลงก์โทนิกคว้าเอามันขึ้นมาสร้างเปลือก ดังนั้นสภาวะอากาศย้อนกลับจึงไม่เกิดขึ้นมากนัก ในทำนองเดียวกัน ใน Permian สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่เรียกว่าเรดิโอลาเรียนได้ดูดซับซิลิกาเกือบทั้งหมด ดังนั้นจึงรักษาสภาพดินฟ้าอากาศย้อนกลับให้เหลือน้อยที่สุด
กะทันหัน
ทั้งหมดนั้นอาจเปลี่ยนไป แต่เมื่อสิ้นสุด Permian และจุดเริ่มต้นของ Triassic ณ จุดนี้ หินที่อุดมด้วยซิลิกาซึ่งทำจากเปลือกหอยเรดิโอลาเรียนจำนวนนับไม่ถ้วนหายไป แสดงว่าเรดิโอลาเรียนอาจถูกกำจัดไปแล้ว ในเวลาเดียวกัน ความสมดุลของโมเลกุลบางชนิดในหินในมหาสมุทรก็ยุ่งเหยิงไปหมด Bataille, Liu และเพื่อนร่วมงานค้นพบ
นักวิจัยกำลังศึกษาอัตราส่วนของไอโซโทปของลิเธียม ไอโซโทปเป็นรุ่นของธาตุที่มีน้ำหนักอะตอมที่ต่างจากปกติเล็กน้อย เพราะมันมีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสต่างกัน เนื่องจากน้ำหนักที่ต่างกัน ไอโซโทปลิเธียมหลายชนิดจึงถูกดูดเข้าไปในอัตราส่วนที่แตกต่างกันเมื่อเกิดดินเหนียวขึ้นใหม่ ซึ่งเกิดขึ้นในสภาพดินฟ้าอากาศแบบย้อนกลับ นักวิจัยพบว่าไอโซโทปลิเธียมบางตัวแทบจะหายไปจากมหาสมุทรก่อนเกิด Great Dying และไม่ฟื้นตัวเป็นเวลา 5 ล้านปีใน Triassic สิ่งนี้วาดภาพของโลกที่การสูญเสียของ radiolarians นำไปสู่มหาสมุทรที่เต็มไปด้วยซิลิกาซึ่งทำให้เกิดสภาพอากาศย้อนกลับ Bataille กล่าว CO2 ที่ปล่อยออกมาจากสภาพดินฟ้าอากาศแบบย้อนกลับอาจครอบงำการผุกร่อนของสารเคมีที่ดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นในขณะนั้น และในทางกลับกัน ทำให้สภาพอากาศมีไอน้ำร้อนเป็นพิเศษ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว ชีวิตจะต้องดิ้นรน
Hana Jurikova นักชีวเคมีทางทะเลแห่งมหาวิทยาลัย St. Andrews ในสกอตแลนด์ กล่าวว่า นี่เป็นหลักฐานโดยตรงชิ้นแรกที่บ่งชี้ว่าสภาพดินฟ้าอากาศแบบย้อนกลับกำลังเกิดขึ้นในเวลานี้ Jurikova ไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัย แต่เธอเขียนบทบรรณาธิการที่มาพร้อมกับกระดาษ(เปิดในแท็บใหม่)ในวารสาร Nature Geoscience
“เห็นได้ชัดว่ายังมีงานต้องทำอีกมาก” Jurikova กล่าวกับ WordsSideKick.com “แต่มันเป็นทฤษฎีที่สง่างาม”
ในบรรดาคำถามที่ยังไม่มีคำตอบคือ อะไรที่ฆ่าพวกเรดิโอลาเรียน? หลักฐานแสดงให้เห็นว่าสภาพดินฟ้าอากาศย้อนกลับเริ่มต้นขึ้นเมื่อสองสามล้านปีก่อนการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ จูริโควากล่าว พร้อมแนะนำว่าบางทีจุลินทรีย์เหล่านี้อาจกำลังดิ้นรนก่อนที่กับดักไซบีเรียจะทำสิ่งเลวร้ายที่สุด บางทีสภาพชีวิตอาจกลายเป็นสิ่งท้าทายสำหรับชีวิตแม้กระทั่งก่อนการระเบิดของภูเขาไฟที่ดับชีวิต
Jurikova กล่าวว่า “ตามธรรมเนียมแล้วเรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ และพยายามขยายให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้” Jurikova กล่าว “แต่บางทีเราอาจพบว่าเราต้องซูมออก”
