Didžiojoje Permo–triaso išnykimo katastrofoje: miškų vaidmuo klimato kaitoje

Didžiausia masinė išnykimo banga Žemės istorijoje

Maždaug prieš 252 milijonus metų Žemėje įvyko didžiausia masinė išnykimo katastrofa – Permo–triaso išnykimas, dar dažnai vadinamas „Didžiuoju mirimu“. Šios katastrofos metu išnyko iki 94 % jūrinių rūšių ir daugiau nei du trečdaliai sausumos stuburinių šeimų. Net tropiniai miškai, itin svarbūs kaip didžiuliai anglies dvideginio rezervuarai, patyrė beveik visišką žlugimą, o tai iš esmės pakeitė pasaulinį klimato balansą.

Geologinis veiksnys: superugnikalniai ir šiltnamio efektą sukeliančių dujų šuolis

Mokslininkai jau seniai jungia didžiąją Permo–triaso masinę išnykimo bangą su milžiniškomis vulkaninėmis išsiveržimo bangomis. Sibiro Trapų regiono ugnikalniai išsiveržė šiuolaikinės Vakarų Sibiro teritorijoje ir išliejo milžiniškus kiekis magmos į organinėmis medžiagomis turtingus nuosėdinius sluoksnius. Šios išsiveržimų sukelta kaitra išlaisvino dideles anglies dvideginio emisijas į atmosferą. Tokie šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekiai per 50 000–500 000 metų laikotarpį drastiškai padidino pasaulinę temperatūrą net 6–10°C. Paprastai Žemės klimatas po tokių išsiveržimų atsigauna per šimtus tūkstančių ar net milijoną metų, tačiau šįkart ilgalaikė kaitra užsitęsė gerokai ilgiau – tai rodo unikalų ir ilgalaikį anglies ciklo sutrikimą bei ekologinį nestabilumą.

Išlikusios superšiltnamio būsenos mįslė: žvilgsnis į miškų žlugimą

Nors dėl pagrindinės katastrofos priežasties mokslinis konsensusas egzistuoja, ilgalaikė „superšiltnamio“ situacija ilgai kėlė klausimų. Tuo metu Ekvatoriuje vidutinė temperatūra viršijo 34°C (apie 8°C daugiau nei dabartinis tropikų vidurkis), o stipri šiluma išliko apie penkis milijonus metų – gerokai ilgiau nei truko patys vulkaniniai išsiveržimai. Naujausi tyrimai, paskelbti „Nature Communications“, pateikė itin svarų atsakymą: pagrindinė priežastis buvo masinis tropinių miškų žlugimas, kuris stipriai sumažino Žemės gebėjimą absorbuoti anglies dvideginį ir vėl sugrąžinti įprastas klimato sąlygas.

Fosilijų įrodymai: anglies kaupimosi šaltinių išnykimas

Tyrėjai išanalizavo platų fosilijų įrašą, aprėpiantį įvairius augalų biomas – nuo tropinių ir subtropinių miškų iki sausų krūmynų – stebėdami ekosistemų pokyčius iki ir po masinio išnykimo. Tyrimas patvirtino visišką tropinių ir subtropinių miškų žūtį, po kurios sekė vadinamoji „anglies pertrauka“ – laikotarpis be užkastos augalinės medžiagos. Tai įrodo organinio anglies ciklo sutrikimą: augalų sumažėjimas smarkiai susilpnino CO2 absorbciją. Tose vietose, kur anksčiau driekėsi tankūs miškai, liko tik mažos, atsparios liukuopodžiai – sporinius augalus siekiančius 2–20 cm aukščio. Kai kurie didesni augalai išliko toliau nuo pusiaujos, šiaurėje arba kalnuose, tačiau jų vaidmuo fiksuojant anglies dvideginį buvo minimalus. Ši transformacija prilygsta dabartinių atogrąžų miškų pakeitimui retais krūmynais ir žymiai sumažino planetos gebėjimą kaupti anglies dvideginį dar milijonus metų.

Kaip miškai veikia pasaulinį klimato balansą

Remiantis šiuolaikiniais grynosios pirminės produkcijos matavimais – rodikliu, nurodančiu, kaip augalai „praryja“ atmosferinį CO2 ir paverčia jį organine medžiaga – mokslininkai atkūrė buvusių biomas struktūrą, analizavo gautus duomenis naudodami pažangius anglies ciklo modelius, tokius kaip SCION. Tyrimo rezultatai aiškiai rodo: ženklus miškuose pagrįstos anglies fiksacijos sumažėjimas po Sibiro ugnikalnių išsiveržimų leido ekstremalioms temperatūroms užsitęsti 5–6 milijonus metų. Tik miškams ir kitai augmenijai lėtai atsinaujinus, organinis anglies ciklas stabilizavosi, ir planeta palaipsniui išsivaduojo iš šiltnamio būsenos.

Klimato lūžio taškai ir ekosistemų atsparumas

Tyrimas pabrėžia esminį klimato dėsningumą: tropiniai ir subtropiniai miškai yra nepakeičiami reguliuojant pasaulinę temperatūrą ir anglies dvideginio koncentraciją. Kai šios ekosistemos žlunga, klimatas gali staigiai pereiti į naują, daug karštesnę pusiausvyrą. Be to, sudėtingų augalų bendrijų atsigavimas po stambių krizių yra ypač lėtas, o žalingas klimato efektas išlieka gerokai ilgiau nei pati pradžia.

Pamokos šiandienai: klimato kaita ir miškų reikšmė

Nors šiuolaikinės klimato kaitos tempai ir trukmė skiriasi – pokyčiai vyksta per dešimtmečius ar šimtmečius, o ne tūkstantmečius – senojo masinio išnykimo įvykiai kelia grėsmingą pamoką. Sausumos gyvybės prisitaikymas yra ribotas, kai beatodairiškai keičiasi aplinkos sąlygos. Permo–triaso metu augalų gebėjimo prisitaikyti nepakako ir vos per 1 000–10 000 metų prasidėjo ekosistemų žlugimas. Dabartinis mūsų pasikliovimas tropiniais ir subtropiniais miškais kaip natūraliais anglies sandėliais išryškina riziką, kurią kelia jų nykimas. Šiuolaikinė miškų kirtimo, spartėjančios klimato kaitos ir biologinės įvairovės mažėjimo grėsmė gali pastūmėti Žemę už klimato lūžio taškų, stiprinant grįžtamuosius ryšius, kurie dar labiau skatina šilimą.

Išvados

Permo–triaso masinio išnykimo banga yra iškalbingas pavyzdys, kaip anglies ciklo sutrikimas, o ypač didelių miškų sunaikinimas, gali planetoje įtvirtinti užsitęsusias ekstremalaus šiltnamio sąlygas. Naujovės tyrimuose rodo, kad senųjų atogrąžų miškų praradimas įkalino planetą šiltnamio būsenoje milijonams metų – ir tik lėtas ekosistemų atsigavimas palaipsniui atkūrė klimatinį balansą. Šis mokslinis įžvalgumas pabrėžia svarbiausią išvadą: miškų apsauga ir atkūrimas visame pasaulyje yra viena veiksmingiausių priemonių stabdant klimato kaitą ir išvengiant pavojingo temperatūros kilimo. Suprasdami senovės klimato katastrofų eigą, žmonija gali geriau spręsti dabartinius ir būsimus aplinkos iššūkius.