7
wielkie (masowe) wymierania są definiowane jako stosunkowo krótkie interwały czasu geologicznego, wyróżniające się zanikiem wielu szeroko geograficznie rozprzestrzenionych wyższych taksonów i całych linii ewolucyjnych różnych grup systematycznych.
W dziejach życia na Ziemi zidentyfikowano 5 wielkich masowych wymierań:
65 mln lat temu nagle wymarło wraz z dinozaurami ponad trzy czwarte innych mieszkańców Ziemi. Było to tylko jedno z pięciu masowych wymierań w dziejach życia, bynajmniej nie największe.
Naukowcy nadal spierają się, co było przyczyną tego wielkiego wymierania kredowego oraz ile lat trwało. Nie ma dowodów geologicznych i paleontologicznych, czy dinozaury wymarły w ciągu kilkuset lat czy kilku milionów lat. Uważa się, że przyczyna wymarcia dinozaurów powinna wyjaśniać także wymarcie w tym samym czasie innych grup organizmów, w tym morskich, m.in. amonity, wielu gatunków otwornic. Dlatego hipotezy tłumaczące wyłącznie wymarcie dinozaurów są powszechnie odrzucane.
1. WYMIERANIE KREDOWE
Najmłodsze ze znanych w historii Ziemi wielkich masowych wymierań, do którego doszło pod koniec górnej kredy, ok. 65,5 milionów lat temu, a ściślej na przełomie mastrychtu i danu. Wymieranie to nastąpiło bardzo szybko, w krótkim czasie, być może znacznie krótszym niż kilkaset tysięcy lat.
Było to jedno z pięciu największych wymierań w historii Ziemi; wyginęło wówczas ok. 75% wszystkich gatunków, m.in.:
· wszystkie dinozaury oprócz ptaków
· wszystkie pterozaury
· wiele grup morskich gadów – m.in. plezjozaury i mozazaury
· wszystkie belemnity i wiele roślin lądowych z wyjątkiem np. paprotników, które przetrwały wymieranie z niewielkimi stratami i przeżyły znaczny rozwój we wczesnym trzeciorzędzie
· większość otwornic
· oraz wiele innych gatunków i rodzajów organizmów.
Pojawiło się wiele hipotez na temat wymierania kredowego, z których współcześnie liczy się tylko jedna: katastrofa kosmiczna, czyli zderzenie z meteorytem lub meteorytami o średnicy szacowanej na co najmniej 10 km – przypuszczalnie nawet kilkakrotnie większym. Jednym z głównych dowodów na katastrofę kosmiczną jest istnienie serii kraterów uderzeniowych, które powstały właśnie ok. 65 milionów lat temu.
Największymi odkrytymi kraterami powstałymi w wyniku upadku meteorytu są Chicxulub, a właściwie jego pozostałości, znajdujący się na półwyspie Jukatan w Ameryce Środkowej oraz krater Śiwa na dnie Oceanu Indyjskiego. Rozmiary krateru Chicxulub są olbrzymie, ma on średnicę ok. 300 km i głębokość 1600 metrów, to jego odnalezienie sprawiło początkowo wiele trudności, gdyż został pokryty grubą warstwą osadów. Siwa jest jeszcze większy – jego średnica wynosi około 500 km, co sugeruje, iż bolid, który pozostawił taki krater, miał około 40 km średnicy.
Na dnie Morza Północnego odkryto krater Silverpit o średnicy 2,4 km do 10 kilometrów, który jak się przypuszcza, powstał w tym samym okresie. Jeszcze większym kraterem z tego okresu jest Bołtysz w pobliżu Kirowohradu na Ukrainie. Jego średnica wynosi 24 kilometry.
Zmiany w skałach pochodzących z poprzednich epok są w miejscach kolizji podobne do zmian wywołanych przez wybuchy nuklearne, co jest poważnym dowodem, że kratery te są pochodzenia kosmicznego, a w żadnym razie nie wulkanicznego. Innym potwierdzeniem tej tezy jest fakt, że w warstwie osadów między kredą a trzeciorzędem, występuje bardzo duże stężenie irydu (nawet do 500 ppb), którego w skorupie Ziemi praktycznie nie ma, natomiast występuje obficie w meteorytach. Stężenie to jest bardzo duże w skałach Ameryki i znacznie mniejsze po przeciwnej stronie globu. Występuje tu też skok stężenia wielu innych pierwiastków, takich jak osm, złoto, platyna, nikiel, kobalt, pallad i pierwiastki ziem rzadkich. Ich względne proporcje zgadzają się z tymi obserwowanymi w meteorytach.
Przyczyna
Badania amerykańsko-czeskiego zespołu w 2007 roku wskazują, że planetoidy które uderzyły w Ziemię 65,5 mln lat temu, mogły pochodzić ze zderzenia w pasie planetoid ok. 160 mln lat temu, które utworzyło planetoidę 298 Baptistina. Mniejsze fragmenty macierzystego ciała zostały wyrzucone na orbity przecinające się z orbitą Ziemi, a następnie zderzyły się z naszą planetą oraz utworzyły krater Tycho na Księżycu.
Supernowa
Duże ilości irydu wskazywałyby nie tylko na możliwość kolizji z innym ciałem niebieskim, ale także wybuch supernowej niedaleko Ziemi. Hipotezę tę obalono, oznaczając w próbce osadu z granicy K/T zawartość 244Pu. Izotop ten musiałby się tam znaleźć, jeśli hipoteza supernowej była słuszna. Z kolei izotop ten prawie nie występuje na Ziemi, nie mógłby więc pochodzić z innego źródła. Nieliczne pierwsze wyniki badań potwierdzające obecność plutonu jeszcze przed opublikowaniem wyników zostały uznane za błędne, wszystkie kolejne wykluczyły obecność plutonu-244 i hipoteza ta została obalona.
Wulkanizm
Istnieją dowody, że 66 milionów lat temu panował niezwykle wzmożony wulkanizm. Obecnie wydaje się jednak, że zjawisko to miało charakter zbyt długotrwały, by samodzielnie spowodować tak szybką zagładę. Wpływ wulkanizmu trudno jednak wykluczyć.
Zmiany klimatyczne
Obecnie uważa się, że zmiany klimatyczne w tym okresie rzeczywiście wystąpiły, ale na krótko i były efektem kolizji. Natomiast zmiana klimatu na pewno nie była jedyną i główną przyczyną wymierania.
2. WYMIERANIE TRIASOWE
Miało miejsce około 199,6 miliona lat temu, wymarło około 80% gatunków morskich zwłaszcza mięczaki, ramienionogi, a przede wszystkim fauna rafowa, amonity - ceratyty, i definitywnie wymierają konodonty oraz wiele gatunków lądowych, m. in. większość przedstawicieli kladu Crurotarsi (aetozaury, fitozaury, rauizuchy).
W czasie tych triasowych wymierań, zniknęła większość gatunków żyjących wówczas w oceanach. Zniszczenia na Ziemi były tylko nieco mniejsze.
Charakter życia na Ziemi zmienił się radykalnie, a rezultaty tej zmiany są dzisiaj widoczne, w postaci współczesnych roślin i zwierząt. Przyczyny tych zdarzeń, pozostają niejasne, lecz przyjmuje się ogólnie, że na Ziemi musiały panować surowe warunki, skoro zdołały spowodować wyniszczenie tak dużej części życia.
Najwyraźniejsze wydają się związki z obniżeniem poziomu morza, co ogromnie zredukowało płytkowate środowiska morskie. Obniżanie się poziomu morza następowało w kilku cyklach. Cykle te musiały siać spustoszenie wśród organizmów żywych w płytkich wodach.
Podczas okresów niskiego poziomu morza, znikały nie tylko rozległe płytkowate środowiska, lecz wystawiane były również na wpływy atmosferyczne ogromne ilości złożonej w osadach materii organicznej szczątki organizmów zamieszkujących płytkie wody.
Utlenianie tego materiału prowadziło do wytwarzania CO2 , który jest gazem szklarniowym Dwutlenek węgla w atmosferze zatrzymuje ciepło w pobliżu powierzchni Ziemi; w miarę wzrostu jego zawartości podnosi się globalna temperatura. Tak więc zmiany stężenia CO2 mogą znacząco wpływać na klimat.
3. WYMIERANIE PERMSKIE
Masowe wymieranie gatunków pod koniec permu, ok. 245-250 mln lat temu, określane czasem mianem "matki wielkich wymierań". W ciągu ostatnich milionów lat permu wymarło blisko 90% gatunków organizmów morskich m. in. koralowce czteropromienne oraz trylobity, przeszło 60% rodzin gadów i płazów i 30% rzędów owadów. Wymarły w tym czasie również drzewiaste widłaki, skrzypy i paprocie. W wyniku wymierania permskiego pojawiło się wiele nowych linii ewolucyjnych. Samo wymieranie stało się punktem przełomowym między dwiema erami paleozoiczną i mezozoiczną.
Czas trwania
Głównym źródłem informacji na temat wymierania są skały osadowe i skamieliny, jednakże skały osadowe z okresu przejściowego między paleozoikiem i mezozoikiem są trudno dostępne. Przyczyną niedostępności skał osadowych z przełomu tych er jest długotrwała regresja morza w okresie permu. Na podstawie dostępnych materiałów niektórzy badacze uważają że główne wymieranie trwało dość krótko (1 mln lat, może nawet 600 tysięcy), inni obstają przy dłuższym okresie (5-10 mln).
Geolodzy - analizując ziemskie pole magnetyczne - odkryli pod lodami Antarktydy krater o średnicy prawie 500 km tzw. krater Wilkes Land, pochodzący sprzed około 251 milionów lat. Przypuszcza się, że powstał on w wyniku uderzenia w Ziemię planetoidy o średnicy do 50 km. W roku 2004 u północno-zachodnich wybrzeży Australii wykryto pod powierzchnią wód oceanicznych następny krater tzw. krater Bedout o średnicy 195 kilometrów, którego wiek szacuje się również na 251 milionów lat.
Upadek tak masywnych ciał kosmicznych nie pozostał bez wpływu na stan skorupy ziemskiej i spowodował wzmożony wulkanizm. Sugerują to gigantyczne trapy syberyjskie. Szacuje się, że syberyjskie trapy powstały w wyniku co najmniej 45 wylewów lawy; ich minimalną objętość szacuje się na 1,5 mln km³. Datowanie tych skał wykazało, że powstały w stosunkowo krótkim czasie - ok. 1 mln lat, może nawet krótszym - właśnie na przełomie permu i triasu. Oznacza to, że zarówno w wyniku katastrof kosmicznych jak i wzmożonego wulkanizmu mogło wówczas dojść do drastycznych i długotrwałych, choć przejściowych zmian w składzie atmosfery Ziemi, a co za tym idzie zmian klimatycznych, jak zima nuklearna po uderzeniach ciał kosmicznych, ochłodzenie wskutek zanieczyszczenia powietrza wyrzuconymi popiołami impaktowymi i wulkanicznymi, zanieczyszczenie związkami siarki, kwaśne deszcze, pożary, wzrost stężenia związków trujących czy wreszcie zniszczenie warstwy ozonowej.
Inną przyczyną mogło być połączenie kontynentów, co sprawiło, że na większości lądów panował bardzo suchy i niekorzystny klimat, a ponadto zanikło wiele z mórz szelfowych. Niewątpliwie wymieranie permskie było najtrudniejszą próbą przetrwania życia na Ziemi od początków jego historii. Bardzo ważnym dowodem wymierania późnopermskiego jest luka biokrzemionkowa przedzielona czarnym łupkami.
4. WYMIERANIE DEWOŃSKIE
Jest związane z kryzysem Kelwasser (które miało miejsce na granicy fran-famen). Wymieranie to miało miejsce około 364 milionów lat temu (pod koniec dewonu).
Dotknęło 83% gatunków, przede wszystkim faunę rafową - koralowce czteropromienne, faunę pelagiczną, konodonty, amonity, tentaculity.
Wymieranie dewońskie wiąże się z całym szeregiem zmian w obrębie ekosystemu ocean-atmosfera-ocean, które zostały zapoczątkowane upadkiem ciała kosmicznego około 3 miliony lat wcześniej tzn. 367 milionów lat temu. W następstwie nastąpiło podwyższone wietrzenie chemiczne, dopływ do mórz ogromnych ilości pierwiastków biofilnych, zachwianie równowagi tektonicznej skorupy ziemskiej jak i ochłodzenie się klimatu. Uważa się, że śladem po zderzeniu z meteorytem jest tzw. krater Alamo w Nevadzie o średnicy ocenianej na od 38 do 100 km (według innych danych od 44 do 65 kilometrów).
5. WYMIERANIE ORDOWICKIE
Masowe wymieranie, które miało miejsce około 438 milionów lat temu, pod koniec ordowiku. Wymarło wtedy około 85% gatunków (ponad 100 rodzin), największe zmiany dotknęły ramienionogi, mszywioły, trylobity a także graptolity i konodonty.
Przyczyną mogło być zlodowacenie Gondwany i orogeneza takońska, nastąpił przyrost izotopu tlenu 18O i węgla 14C, olbrzymia cyrkulacja w oceanie powstała zaburzając strukturę i całe życie w tymże oceanie, do zlodowacenia i do gwałtownego wymierania Ordowickiego przyczyniła się też najprawdopodobniej eksplozja gwiazdy co spowodowało dużą dawkę promieniowania gamma jaka dopłynęła do Ziemi.
Himantia to najbardziej charakterystyczny organizm dla okresu wymierania Ordowickiego.
Literatura:
1. Walter Alvarez, Dinozaury i krater śmierci, 1997 r.
2. Racki G., Wielkie wymierania i ich przyczyny, Instytut Paleobiologii PAN, Tom 51, 2009r.
3. Tony Hallam, Ewolucja i zagłada. Wielkie wymieranie i jego przyczyny, Prószyński i S-ka Warszawa 2009,
Internet:
4. http://pl.wikipedia.org/wiki/Ordowik
5. http://www.dps.uibk.ac.at/~marek/photos/kwiatki/Skrzyp%20lesny%205.jpg
6. http://wyborcza.pl/1,75476,152127.html?as=2&startsz=x
MandolinkaBramborowa