Populær teori for masseuddøen holder ikke vand

For 201 million år siden begyndte superkontinentet Pangea at bryde op. Omkring dette tidspunkt blev livet på Jorden ramt af en alvorlig krise, der udryddede utallige dyrearter. På landjorden stod det knapt så slemt til, selv om mange planter hang med bladene, sygnede hen og visnede bort.

Denne katastrofe er hidtil blevet forklaret med, at opbruddet af Pangea satte gang i en voldsom vulkanisme, som frigav drivhusgasser i form af både kuldioxid og metan til atmosfæren.

Drivhusgasserne gjorde klimaet varmere og medførte formentlig, at metanis på bunden af verdenshavene smeltede. De to processer kan have frigivet rå mængder af drivhusgassen metan, som fik den globale opvarmning til at eskalere.

Resultater udfordrer den gængse teori

Mange forskere mener, at dyr og planter ikke havde de store problemer med vulkanudbruddene og deres direkte udslip af kuldioxid – antagelsen har været, at det var drivhuseffekten af metanudslip fra havbunden, der tog kvælertag på livet.

Den teori svækkes nu, efter at en dansk forskergruppe ved forskningscentret GEUS har bragt nye overbevisende resultater til torvs.

I en artikel i det anerkendte internationale videnskabelige tidsskrift Geology dokumenterer GEUS-forskerne, at Jorden blev ramt af masseuddøen et stykke tid før det formodede udslip af metan.

»Den store masseuddøen sker ifølge vores studier mellem de to toppe i atmosfærens indhold af metan og kuldioxid og ikke samtidig med top nummer to som hidtil antaget,« pointerer Sofie Lindström, der som seniorforsker ved Stratigrafisk Afdeling ved GEUS er projektleder for undersøgelsen.

Undergrunden er et gigantisk klimaarkiv

Sofie Lindström og hendes kolleger er nået frem til deres konklusion efter at have undersøgt en borekerne fra undergrunden under den sjællandske by Stenlille. Undergrundens lag blev dannet over en tidsperiode, der rækker hen over grænsen mellem Trias og Jura.

Ved at analysere kulstofisotoper i borekernens mange lag, opnår man en detaljeret kurve over, hvordan atmosfærens kulstofsammensætning har ændret sig over tid. Denne kurve har forskerne sammenholdt med tællinger af rester fra dyr og planter i de forskellige lag. Tilsammen løfter de to faktorer sløret for, hvordan og hvor meget klimaændringerne har påvirket livet.

Atmosfærens kulstofsammensætning er i høj grad bestemmende for klimaet og dermed også for, hvordan livet havde det.

Datidens atmosfære findes ikke længere, men vigtige oplysninger om dens sammensætning er nedfældet i undergrundens forskellige lag, som dermed kommer til at virke som et gigantisk klimaarkiv (se faktaboks).

Undergrundens lag er skabt af organisk materiale, hvis kulstofvarianter giver forskerne en indikation om pludselige ændringer i atmosfærens sammensætning.

Livet i havet blev udryddet

De danske forskeres kurve over kulstofisotopsammensætning i borekernen bekræfter tidligere studier, der viser, at overgangen mellem Trias og Jura kendetegnes af to toppe i atmosfærens indhold af lette kulstofisotoper. Disse toppe er blevet tolket som udslip af store mængder kuldioxid og/eller metan til atmosfæren.

Den første stigning i atmosfærens indhold af drivhusgasser var måske en længerevarende trend på grund af vulkanismen, der i sig selv ikke fremprovokerede nogen direkte nedgang i antallet af dyrearter.

Katastrofen for livet kom først et godt stykke tid senere i perioden mellem de to toppe, hvor planterne på landjorden blev hårdt ramt.

Pollen fra træer på landjorden findes næsten ikke - kun bregner og andre sporeplanter lader til at være upåvirket af de ekstreme forhold. Ulykken spredte sig også til havet, hvor stort set alt liv blev ramt.

Sofie Lindström og hendes kolleger ser i denne periode ikke længere nogle spor af liv i borekernen, hvor selv plankton forsvinder.

Planter og dyr reagerer forskelligt

De nye resultater kommer som en stor overraskelse, og forskerne arbejder stadig med, hvordan de skal tolke dem.

»Vi ved endnu ikke, hvordan vi skal forklare alle detaljer i forløbet og alle årsager til den observerede masseuddøen. Vi tror, at atmosfærens første stigning i metan og kuldioxid har sat gang i en kædereaktion af processer, såkaldte ’feedbackmekanismer’, der med en forsinkelse har ført til en katastrofe,« siger hun.

En hypotese er, at det skyldes vulkanernes udslip af svovldioxid, som bl.a. har skabt sur regn og forsuring af søer og vådområder. Når planter og træer dør, er der ikke noget til at holde jordlagene på plads med den konsekvens, at de skyller ud i havet. Sedimenterne har forplumret vandet, hvilket har gjort det svært for dyrene at filtrere føden fra og dermed at overleve.

»Med de data, vi foreløbigt har høstet, ser det ud, som om alle træerne på land forsvandt samtidig med organismerne i havet, men spørgsmålet er, om det virkelig hænger sådan sammen. Det vil fremtidige studier forhåbentligt vise,« siger Sofie Lindström.

Planterne kom sig hurtigt igen

Atmosfærens anden stigning i metan kommer først senere og kan dermed ikke have været kilden til katastrofen – den ser snarere ud til at have pustet liv i planterne igen.

Målingerne viser i hvert fald, at vegetationen efter den anden top pludselig bliver genetableret, selv om flere arter, der var almindelige i Trias, ender med helt at forsvinde.

»Efter den anden top kommer planterne sig tilsyneladende igen, i modstrid med hvad vi havde forventet, set i lyset af, at denne periode er præget af store forandringer i miljø og klima. Men dyr og planter reagerer ikke nødvendigvis ens på klimaændringer,« fortæller Sofie Lindström.

Livet i havene skrantede længe

Forskerne funderer over, hvorfor klimaændringerne var positive for planterne.

Trias-perioden var gennemgående rigtig varm, tør og ørkenagtig, men det ændrede sig hen mod slutningen af perioden, hvor klimaet i Nordeuropa blev mere fugtigt, og hvor landjorden var præget af skove og sumpe.

»Da Juratiden begyndte, blev klimaet endnu varmere og måske endnu fugtigere i visse årstider. Da mange planter i forvejen var tilpasset intens varme, kunne klimaændringen ikke slå dem ihjel. Tværtimod har de store mængder kuldioxid formentlig styrket visse planters vækst,« siger Sofie Lindström.

Mens landplanterne hurtigt kom sig oven på katastrofen, blev livet i havet ved med at skrante, og der gik lang tid, før de kom sig. Forskere mener, at denne uoverensstemmelse mellem planter og dyr kan skyldes, at det høje indhold af kuldioxid i atmosfæren forsurede havene og gjorde livet svært for kalkskallede organismer, lige som sker i dag i tropiske koralrev.

Historien gentager sig selv

Overgangen mellem Trias og Jura har altså været dramatisk og har haft store konsekvenser for livet, og det hele skyldes forholdsvis små udsving i atmosfærens kulstofsammensætning. Det mener Sofie Lindström er tankevækkende set i lyset af, at Jorden i dag ligeledes er præget af udslip af kuldioxid og global opvarmning.

»Vi lever i en tid, hvor vi mennesker selv forårsager en lang række store miljøkatastrofer. Vi ændrer på vores miljø på Jorden, og det går hurtigt i forhold til tidligere tiders naturlige ændringer. Jordens livskatastrofer repræsenterer eksempler på, hvor det er gået rigtigt stærkt i det geologiske tidsperspektiv. Det kan lære os, hvordan vores verden på sigt vil reagere, når vi slipper så meget kuldioxid og svovl ud i atmosfæren,« slutter hun.