Velké vymírání na konci permu je tady - Důkazy pro efekt Sibiřských trapů na stole

Velká vymírání nejsou neobvyklým tématem především v této rubrice na blogu, jejich mechanismy patří ke skutečnostem, které jsou v evoluci života na Zemi velmi důležité a provádí také část přirozeného výběru napříč geologickými érami a útvary. Největší z nich, v historii složitého mnohobuněčného života, tuto planetu zasáhlo v době konce permského geologického útvaru na konci paleozoika, jeho rozsah byl nejmasovější a to v terestrických i mořských ekosystémech téměř bez ohledu na jakékoliv území. Faktem zůstává, že tento kataklyzmat způsobil vymírání ve všech ekosystémech a prakticky všech místech planety bez významných rozdílů úbytku biodiverzity v jednotlivých lokalitách (ačkoliv patrně existovala refugia, kde některé druhy přežily, jako byla jižní Afrika a Antarktida). Existovaly různé názory o příčinách tohoto největšího úbytku světové biodiverzity na globální úrovni, ale za nejvíce pravděpodobnou se dosud jevily rozsáhlé sopečné výbuchy a roztržení tzv. sibiřských trapů ve střední Asii. Postupně byly opuštěny názory o dopadu kosmického tělesa, uvolnění jedovatých plynů do ovzduší (které byly ovšem doprovodný efekt vulkanismu), pohybu superkontinentu Pangea nebo rozsáhlé dezertifikaci celého jeho území, výbuch sibiřských vulkanických polí na konci permu a potom kombinace sopečného prachu, kyselých deštů, úbytku kyslíku v oceánech a celkově zničené ekosystémy potom vedly k masovému úhynu druhů. A nově, zdá se, že máme v ruce další důkaz pro to, že za vymírání může skutečně velmi masivní vulkanismus.

Přeživší vymírání na konci permu na ilustraci se sopkami v pozadí, aktéry a původci celé katastrofy. Jak bylo řečeno výše, pravděpodobně existovalo několik refugií, kde se podařilo živočichům různých druhů přežít a následně se vyvinout v nové formy, které osídlily poměrně pustou Zemi v následujícím triasu a to krátce po jeho začátku. Vymírání jako takové bylo ovšem poměrně rychlé, trvající snad pouze několik stovek tisíců let, ale se souhrou různých okolností smrtící. Kredit: Julio Lacerda, převzato z webu Earth Archives

Permské vymírání bylo to nejničivější pro pokročilý život za posledních 541 milionů let, od počátku fanerozoického eonu, a dokázalo svým průběhem a následky odstranit ze zemského povrchu 70 % suchozemských obratlovců a 96 % procent všech mořských organismů, kompletně tedy proměnilo podobu fauny i flóry v tuto kritickou dobu a jeho následky jsou vystopovatelné až několik (desítek) milionů let i do následujícího triasu. O jeho aspektech byla na blogu nejednou řeč a v přípravě je i samostatný příspěvek o něm jako takovém, v tomto se ovšem budeme zabývat studií shrnující 6 let výzkumu lokality pro tvrzení podporující poměrně dlouho předpokládanou teorii o příčině této události katastrofických rozměrů. Jedním ze scénářů, který by mohl vysvětlit toto masové vymírání, je poměrně známá hypotéza o masivní explozi sopečných polí na severní Sibiři a v západní Asii, tzv. Sibiřských trapů. Byla zpopularizována i v některých dokumentárních cyklech nebo vědecké fikci v posledních letech a nelze ji upřít, že by vysvětlila množství nálezů a geologických záznamů, které jsou z doby přelomu permu a triasu známy.

Trapy jako takové jsou oblast o skutečně obrovské rozloze až 2 milionů kilometrů čtverečních (původní rozsah ovšem činil až 7 milionů čtverečních kilometrů), která byla na konci permu a přelomu permu a triasu vytvořena největší sopečnou erupcí za posledních 500 milionů let. Celkový objem vyvržené sopečné horniny je posléze odhadován 1 až 4 milionů kubických kilometrů. V době před 252 až 251 miliony let, při jejich formování, v této oblasti muselo vypuknout doslova peklo na Zemi tvořené lávovými proudy, erupcemi, sopečným spadem a kyselými dešti po celé rozloze trapů a i o mnoho kilometrů dále.

Hypotéza připisující výbuch a formaci Sibiřských trapů jako počátek a hlavní příčinu velkého vymírání na konci permu není zcestná a je pravdou, že některé alternativní teorie o velkém vymírání na konci permu by mohly být vysvětleny jako důsledky masivního vulkanismu. Vědecká skupina s hlavní autorkou Lindy Elkins-Tantonovou, profesorkou na Arizonské státní univerzitě, se rozhodla zabývat výzkumem pyroklastických a vulkanických hornin (a také vulkanoklastik, velkých úlomků lávy vyvržených při erupcích) z přelomu permu a triasu v současném Rusku.

Hledali především lokality, kde bylo možné z dochovaných hornin prokázat přítomnost lávových proudů spalujících vegetaci a také někdejší uhelné zdroje, které při masivním vznícení mohly být další významný původce skleníkových plynů a popela.

Poprvé se paleontologové z této mezinárodní skupiny začali zabývat výzkumem svrchnopermských uloženin na jedné z lokalit kolem ruské řeky Angara v roce 2014. Za tuto dobu odkryli další doklady o proudech žhavého magmatu tekoucího po povrchu Sibiře před zhruba 252 miliony let, ovšem v délce několika desítek kilometrů (ve zdrojích jsou uvedeny stovky mil) podél toku této řeky. Celkový výzkum byl technologicky i v rámci možností poměrně náročný, protože sběr vzorků v této oblasti probíhal nejen podél říčního toku, ale také v tajze, pomocí člunů i helikoptér. Výsledek celkové práce je ovšem přes 400 kilogramů vzorků hornin a jejich podrobný výzkum.

Nalezené horniny, které byly analyzovány v laboratorních podmínkách pod mikroskopy, nesly v sobě zvláštní obsah v podobě fragmentů vypadajících podobně jako spálené dřevo nebo dokonce i spálené uhlí. Jednotlivé částečky odpovídaly scénáři, kdy tekoucí láva pohlcovala permské lesy a puklinami v zemském povrchu začala spalovat zásoby uhlí z dřívějšího karbonu a devonu, spolu s dalšími organickými sloučeninami obsaženými pod povrchem.

Ve vulkanických uloženinách byly nalezeny, s odkazem na studii, jakési "lepkavé" a na organické molekuly bohaté kulovité útvary. Je možné, že šlo o pozůstatky téměř zcela zpálených někdejších stromových kmenů, větších organismů jako permských obratlovců nebo celých lesů a ekosystémů.

Jeden ze spoluautorů studie, Steve Grasby z Kanadské geologické společnosti, naopak pracoval na opačné straně světa v kanadské Arktidě v permských uloženinách na výzkumu stejného typu hornin. Ty byly podrobeny dalšímu mikroskopickému rozboru, kdy v něm byly nalezeny zbytky spáleného uhlí jako v sedimentech z okolí ruské Angary.

Přes objev podobného nálezu na jiné lokalitě než na Sibiři ukazuje studie velmi zajímavou skutečnost o tom, že příčinou masivního vymření světové megafauny na konci permu mohl být masivní vulkanismus. Obrovská exploze plynů a rozpínavost magmatického krbu na Sibiři se odlišila od ostatních rozsáhlých erupcí právě faktory, kterými byly silný a rozvinutý vegetační pokryv včetně rostlin s dřevnatým stonkem, které snáze mohly vzplát, a potom byly již vytvořeny některé silné zásoby uhlí a ty byly magmatem hromadně zapáleny.

Prach a mikroskopické částečky byly atmosférou odneseny na různá místa světa a to ze stejného zdroje, kterým byly intervaly masivní vulkanické aktivity na Sibiři.

Studie jako taková není ještě zcela nezvratným důkazem pro podporu teorie o masivních vulkanismu jako příčiny velkého permského vymírání, ukazuje ovšem důkazy velmi důležitých skutečností - hoření uhelných slojí na obrovském území a uvolnění nejen částeček prachu a uhelného popela, ale také obrovského množství jedovatných plynů zahlcujících atmosféru a narušující její části. Pokud její závěry budou do budoucna potvrzeny, velké permské vymírání se vedle toho křídového stane jedním s poměrně dobře známými příčinami.