Arktiske spor i jakten på årsaker til tidlig global oppvarming
Hele 96 prosent av alle marine arter og 70 prosent av livet på land døde under utryddelsen, som skjedde i overgangen mellom de geologiske tidsperiodene perm og trias. Livet på jorden i dag stammer fra artene som overlevde den dramatiske hendelsen, kjent som «The Great Dying».
Mange vulkanutbrudd
- Masseutryddelsen ble sannsynligvis utløst av en rekke eksplosive vulkanutbrudd. I dag finner vi restene av utbruddene i de sibirske flombasaltene på Putorana-platået i Russland, forteller forsker Jochen Knies ved Norges geologiske undersøkelse (NGU).
Vulkanutbruddene varte i en million år og sendte ut enorme mengder flyktige drivhusgasser til atmosfæren, som karbondioksid og metan, noe som gjorde planeten vår uutholdelig varm.
- Overraskende nok tok det usedvanlig lang tid for livet på jorda å komme seg etter denne utryddelsen, fra mellom fem til ni millioner år. Hvorfor det tok så lang tid har forblitt et mysterium, sier Knies.
Nå har Knies, sammen med et forskerteam fra Norge, Italia, Canada, Tyskland og Japan, tatt opp disse vitenskapelige problemstillingene i en vitenskapelig artikkel som nylig er publisert i Nature Communications Earth & Environment.
Eksempel på hvordan harde, krystallinske bergarter er forvitret i dypet. Bildet er fra Hadseløya i Vesterålen i Nordland. Foto: Jochen Knies
Ledetråder til Arktis
Teamet lette etter ledetråder om hvorfor jordas naturlige termostat brøt sammen under drivhusklimaet, som toppet seg i trias. Sporene pekte mot Arktis.
Men først; hvordan fungerer jordas naturlige mekanisme når overflødig karbondioksid, eller CO2, blir fjernet fra atmosfæren? Jochen Knies forklarer:
- Det handler om kjemisk nedbrytning, eller forvitring, av silikatbergarter på land. Høye temperaturer på jorda stimulerer til økt forvitring og dermed til transport av overflødige næringsstoffer til havet. Her får vi en organisk karbonproduksjon i overflatevannet. Produksjonen demper effekten av CO2-framkalt klimaoppvarming fordi overflødig atmosfærisk karbon i form av sedimentært organisk materiale blir bundet opp. En slik intern termostat har effektivt regulert konsentrasjonen av CO2 fra atmosfæren i millioner av år.
På nordnorsk sokkel
Tilbake til Arktis: Det som en gang var den nordvestlige delen av superkontinentet Pangea under tidlig trias, er nå den nordnorske sokkelen.
- I bergartene på sokkelen fant vi bevis på en kraftig akselerasjon av vannets kretsløp, noe som førte til store kjemiske endringer i bakken. Datering av leirmineraler i dypt forvitrede harde krystallinske bergarter avslørte samtidig at forvitringen ble intensivert i tidlig trias. Temperaturen var betydelig høyere enn i dag. Termostaten var slått på i den tidlige fasen, men klimaet ble imidlertid ikke like lett avkjølt, forklarer Knies.
Teamet antyder at problemet sannsynligvis var lagdelingen i havet:
- Vi må ta i betraktning av hav ikke er én eneste vannmasse. Det består av lag og grenser med blant annet ulik temperatur, saltholdighet og forskjellige næringsstoffer. Forskningen viser at de høye overflatetemperaturene hindret oppstrømningen av de store mengdene med forvitrede næringsstoffene som lå i havdypet. Jordens naturlige termostat var ikke lenger fullt operativ, påpeker Jochen Knies.
Eksplosjon av liv
Senere ble havet gradvis avkjølt, og grensene som tidligere hindret næringsstoffene fra å nå overflaten, ble svekket. Resultatet var nå en eksplosjon av liv i havet, samtidig som CO2 fra atmosfæren ble fjernet.
- De nye resultatene indikerer at det tok nærmere 10 millioner år etter den verste masseutryddelsen i jordas historie, før det marine økosystemets tomrom ble fylt igjen, sier Knies.
Forskerteamet mener at resultatene av studien viser at effekten for å fremskynde fjerning av CO2 er svært avhengig av tilgjengeligheten til næringsstoffene som tilføres av intens forvitring.
- I et varmere hav, med mindre vannmasseutveksling, kan ytelsen til jordas naturlige termostat variere betydelig, konkluderer NGU-forsker Jochen Knies og resten av teamet i denne studien.
Blomstring av planktisk og bentisk liv i havet oppsto etter masseutryddelsen i overgangen mellom perm og trias. Her er kaldtvannskorallen Lophelia avbildet utenfor kysten av Nord-Norge. Foto: Mareano
PS.: Den vitenskapelige artikkelen er et produkt av NGUs forskningsrådsprosjekt «Basement weathering and fracturing on- and offshore Norway» (BASE), som skaffer til veie ny geologisk forståelse av oppsprukket og dypforvitret grunnfjell i Norge. Arbeidet blir gjort i et samarbeid med blant andre forskere fra universitetet i italienske Bologna.
Ref.: Continental weathering and recovery from ocean nutrient stress during the Early Triassic Biotic Crisis. Jochen Knies m.fl. Nature Communications 15. juli 2022. https://doi.org/10.1038/s43247-022-00480-z
