Kædereaktion dræbte halvdelen af livet på Jorden
Analyser af 200 millioner år gamle kullag fastslår, at overgangen mellem de geologiske perioder Trias og Jura var præget af stigninger i temperatur og luftfugtighed, der fik store konsekvenser for livet på Jorden.
Mikroskopibillede af fossilt trækul fra Trias-kullag fra Skåne. De hvide og lys-grå reflekterende partikler er det, der kaldes inertinit. (Foto: Henrik I. Petersen, GEUS)

200 millioner år før nu. Pangea, Triastidens superkontinent, slog revner og blev skilt i bidder.

Vulkaner spyede varm lava og aske, og væltede CO2 og svovldioxid ud i jordens atmosfære.

Drivhusgasserne gjorde det øverste vand i havene surt, fik temperaturen til at stige og stressede planterne.

Varmere og fugtigere klima skabte mere tordenvejr. Lyn hamrede ned og startede skovbrande, der efterlod jordoverfladen fattig på træer, kun beskyttet af bregner og lav plantevækst.

Regn stjal jorden mellem bregnernes rødder, skyllede den ud i havene, hvor sedimenterne plumrede de øverste vandlag til, og kvalte en stor del af havets liv i næringsstoffer.

Fakta

Trias er navnet på den geologiske periode, der startede for cirka 251 millioner år siden, og endte for 200 millioner år siden, hvor den blev afløst af den periode, man kalder Jura, som varede frem til omkring for 142 millioner år siden.

Fra omkring 300 millioner år siden og frem til Triastidens afslutning for 200 millioner år siden var alle jordens kontinenter samlet i ét superkontinent - Pangea. Navnet Pangea kommer af latin og betyder ’hele jorden’.

En ulykke kommer sjældent alene. I hvert fald ikke, hvis man spørger seniorforskerne Henrik I. Petersen og Sofie Lindström fra De Nationale Geologiske Undersøgelser For Danmark Og Grønland (GEUS).

Deres undersøgelser af kullag fra overgangen mellem perioderne Trias og Jura viser, at et af de fem største tilfælde af masseuddøen på Jorden, skyldes en række forskellige processer, som forstærkede hinanden:

»Vi tror, at den første stigning i mængden af drivhusgasser i atmosfæren har sat gang i en kædereaktion af processer, det vi kalder ’feedbackmekanismer’, der, med en forsinkelse, har ført til en katastrofe«, forklarer Sofie Lindström.

Undersøgelsen blev for nyligt offentliggjort i det gratis onlinetidsskrift PLoS ONE

Klimaændringer var katastrofale for livet

Overgangen mellem Trias og Jura-tiden var dramatisk, både for jorden selv, men også for alt liv. Henrik I. Petersen fortæller, at begivenhederne dengang var så voldsomme, at de resulterede i en af de fem største episoder med massedød i jordens historie:

Taks-lignende pollen som det på billede A er almindelige i Trias-lagene fra Skåne.Ved Trias/Jura-grænsen bliver bregnesporer, som den på billede B, dominerende. (Fotos: Sofie Lindström, GEUS)

»Overgangen mellem Trias og Jura er en af de helt store udryddelsesgrænser. Livet på landjorden blev kraftigt påvirket, mange planter og hvirveldyr forsvandt, og i havet blev 80 procent af alle hvirvelløse dyr udryddet«

De to seniorforskere fra GEUS har undersøgt kullag fra Bornholm, Skåne og Øresund, fyldt med fossilt trækul og pollen. Deres analyser kan være med til at forklare, hvilke mekanismer der påvirkede klima, landskab og liv for cirka 200 millioner år siden.

»Vi ved, at CO2-indholdet i atmosfæren blev fordoblet, så man tænker, at det er blevet meget varmere. Anden forskning viser omkring tre-fire grader,« siger Sofie Lindström.

Umiddelbart lyder tre-fire grader måske ikke som en stor ændring, men en temperaturstigning på to grader ville give nutidens Danmark et klima, der minder om Sydfrankrigs.

Fossile kulstumper og pollen sladrer om skovbrande

Det varmere og mere fugtige klima kan have fået det til at tordne mere. Og netop tordenvejr - eller mere præcist - lyn, er hovedårsagen til et fænomen, som forskerne kan spore de gamle kullag. Skovbrand.

Fakta

Masseuddøen

I løbet af de sidste 540 millioner år af Jordens historie er livet blevet ramt af masseuddøen fem gange:

Ordovicium/Silur-grænsen (443 millioner år før nu)
Sen Devon (cirka 370 millioner år før nu)
Slutningen af Perm (252 millioner år før nu)
Slutningen af Trias (200 millioner år før nu)
Kridt/Tertiær-grænsen (66 millioner år før nu)

Noget af det som forskerne har fået øje på i de bornholmske og skånske kulprøver, er en stigning i mængden af fossile trækulspartikler - det man kalder inertinit - lige omkring Trias/Jura-grænsen. Det er tegn på flere skovbrande. Og ikke nok med det. Ved at måle trækulspartiklernes lysreflektion kan forskerne finde ud af, hvor varm branden har været. Brandtemperaturen fortæller hvilken slags vegetation, der er brændt:

»En lav vegetation med bregner og buske vil give en overfladebrand med temperaturer på maksimalt 600 grader og inertinit med lav lysreflektion, mens for eksempel fyrretræer kan give en eksplosiv brand med temperaturer over 800 grader, og det danner inertinit med meget høj lysrefleksion. Vi kan se, at der i Trias blev dannet inertinit med høj refleksion. Det tyder på trækronebrand. I Jura var der derimod hovedsagligt overfladebrande«, fortæller Henrik I. Petersen

Kigger man på det pollen og sporer, som er fundet i kullagene, stemmer det godt overens. Sofie Lindström har fundet mange træpollen i Trias-lagene, men stort set ingen i Juralagene lige over grænsen:

»I lagene fra slutningen af Trias-perioden finder vi pollen fra mange typer træer. Det er ikke alle vi kender, men noget af det vi har fundet, minder om pollen fra cypres- og gingkotræer, og nogle er fra en type nåletræer, som er i familie med takstræet. I Juralagene finder vi stort set ikke træpollen, i stedet er der mange sporer fra for eksempel bregner.«

Jorden er sårbar uden træer

Når ændringerne rammer landjordens økosystem så hårdt, at træer skiftes ud med lave vækster, går det ikke kun ud over livsbetingelserne på land, men også i havet. Træernes rødder er med til at holde fast på jorden og næringsstofferne, og uden dem bliver store mængder jord og næringsstoffer skyllet ud i havene, fortæller Sofie Lindström:

Rekonstruktion af Trias-tidens træfyldte sumpe. Rekonstruktionen er baseret på indholdet af sporer og pollen i kullagene og deres relation til nutidige planter. De høje træer, som står i dybere vand, er nåletræer af typen taxodium. (Illustration: Rekonstruktion af Henrik I. Petersen og Sofie Lindström, illustration af Stefan Sølberg, GEUS)

»Uden træerne får du meget mere erosion, og det giver problemer for de marine organismer. Hvis der tilføres alt for store mængder næringsstoffer og sediment til havene, vil det ændre, hvilke typer plankton der trives, og de organismer der filtrerer vandet, får problemer med at følge med.«

Ny forskning er præcis

Klimaændringerne ved overgangen mellem Trias og Jura har været undersøgt før. GEUS-forskerne har kigget på massevis af aflejringer, for eksempel boringer ved den sjællandske by Stenlille.

Det specielle ved de bornholmske og skånske aflejringer, som nu er blevet analyseret af forskerne, er, at kullagene er det, man på fagsprog kalder 'in situ'. I praksis betyder det, at kullagene overordnet set ligger der, hvor de i sin tid blev dannet.

Derfor kan forskerne stole på, hvad de finder i kulprøverne, i en helt anden grad.

Masseuddøeen rykkes tilbage i tid

Henrik Petersen og Sofie Lindströms resultater viser, at den store masseuddøen på overgangen mellem Trias og Jura sandsynligvis begyndte en smule tidligere, end man før har troet.

Omkring den skæbnesvangre periode toppede mængden af drivhusgasser i atmosfæren to gange. Førhen troede man, at top nummer to var den synder, der slog en stor del af livet på Jorden ihjel. Den nye forskning slår fast, at de dramatiske begivenheder bestod af mange processer, og tog fart allerede inden indholdet af drivhusgasser i atmosfæren toppede for anden gang:

»Tidligere har man tænkt at skift nummer to i atmosfærens kulstofisotop-sammensætning, var forårsaget af en stor tilførsel af CO2, som var hovedårsagen til den her masseuddøen, men nu kan vi se, at den store tilbagegang for jordens økosystem starter før det skift,« slutter Sofie Lindström.

Studiet er finansieret af Geocenter Danmark.