National Geographic Magyarország

Egy új kutatás eredménye alapján a 359 millió éve, a devon-karbon időszakok határát jelző kihalási hullám oka az volt, hogy bolygónk ózonpajzsa rövid időre eltűnt, s ez egybeesett egy jelentős felmelegedési időszakkal is.

Két fázisból állt a devon időszak végének kihalási hulláma, először egy, a tengerek oxigénszegénysége miatt a tengeri élővilág egy része pusztult el, majd, kb. 300 ezer évvel ezt követően a szárazföldek és a sekély, édesvízi élőlények következtek. Ez utóbbiakat a most napvilágot látott angol kutatás eredménye alapján UV-B sugárzás miatt pusztultak el. Az UV-B sugarak igen nagy részét elnyeli a bolygónk ózonpajzsa, s csak egészen kevés jut a felszín közelébe, amelyet az élőlények különböző pigmentekkel ki tudnak védeni. Ha azonban a megszokottnál erősebb az UV-sugárzás, azzal már nem bírnak el, s a DNS-károsító hatások révén végzetes változások következnek be az élő szervezetekben.
A devon végén nagy kiterjedésű jégtakaró borította bolygónk jelentős részét, az akkori eljegesedés mértéke csak a negyedidőszakihoz fogható. Az eljegesedés végén azonban igen jelentős és gyors felmelegedés indult meg.

A Southamptoni Egyetem és a Cambridge-i Sedgwick Földtudományi Múzeum kutatóinak közös, a Science Advances folyóiratban közzé tett tanulmányában grönlandi kőzetmintában talált növényi mikrofosszíliákat vizsgáltak meg, a kőzetrétegek tartalmazzák a teljes kihalási hullámidőszakot. A mai kelet-grönlandi terület egykor a mai Csád-tó környezetéhez hasonló, száraz régió volt, változó kiterjedésű tavakkal, s az Egyenlítőtől délre helyezkedett el, a tó üledékeiből vonták ki a korabeli növényzet (pl. pikkelyfák) spóráit. Összehasonlításul a mai Bolíviában, a Titicaca-tó környékén talált kőzeteket is vizsgáltak, e terület a devon végén közelebb volt a déli sarkvidékhez, és ahhoz a régióhoz, ahol a devon végi jégtakaró olvadása zajlott. A két terület mintáiban magasabb és alacsonyabb szélességi övek egykori történéseire is nyomokat találtak a kutatók.

A kőzetekből sósavval kioldották a pikkelyfák és más ekkor élt növények spóráit (a virágos növények jóval később jelentek csak meg, kb. 174 millió éve), és mikroszkópos elemzésnek vetették őket alá. Ezek a vizsgálatok vezettek el a következtetéshez, ami a megnövekedett UV-sugárzáshoz köti a kihalási hullámot, amely így a szárazföldeket és a sekély vizek élővilágát érinthette.

A spórákat (és később a virágporszemcséket is) határoló anyagot sporopolleninnek hívják, és kémiailag ez az egyik legellenállóbb biológiai eredetű vegyület. A spórákat (és a virágport) ennek köszönhetően rendkívül jó állapotban őrzik meg az üledékek, kőzetrétegek, így azután az „elpusztíthatatlan” szemcsék a palinológia tudományának alanyaivá válhatnak, sok százmillió évre visszamenőleg nyújtanak segítséget az őskörnyezetről adott információk révén.
Az egészséges spórák külsején szabályos kis tüskék helyezkednek el, azonban a grönlandi kőzetekben számtalan olyan spórára bukkantak rá, amelyek tüskéi torzultan nőttek, az pedig botanikai kísérletekből ismert, hogy a megemelt UV-sugárzás hatására változnak így meg a spórák. E torz tüskéken túl a spórák burkolatában sötét pigmenteket találtak, amelyek szintén annak a jelét hordozzák, hogy a megnövekedett ultraibolya sugárzás ellen védekezett a növény.

Annak kiderítésére, hogy a jelentős vulkáni tevékenység összefüggésbe hozható-e a kihalással, a kőzetrétegek higanytartalmát is megvizsgálták, és úgy találták, hogy nincs ilyen kapcsolat, vagyis a kutatók szerint kizárható, hogy az eseményt egy nagy magmás provincia kitörése okozta volna. A kutatócsoport úgy gondolja, hogy pusztán a földi klímaciklus hatására álltak be ekkor olyan légköri változások, amelyek eredménye az ózonpajzsunk leépülése lett.

Az ózonpajzsunk nem állandó dolog: folyamatosan keletkezik, és egyidejűleg folyamatosan fogy is e gáz. Emiatt e két folyamat felboruló egyensúlya eredményezhet olyan helyzetet, amikor jóval több bomlik le, mint amennyi keletkezik. A devon végi gyors felmelegedés során, amikor a jégtakaró elolvadt, a kontinensek felett kialakuló igen meleg klímában számtalan, az ózon bomlását elősegítő gáz jutott a légkör magasabb rétegeibe. Ennek hatására azután több ezer éven keresztül az ózon védelme nélkül maradt a felszín, és e helyzethez nem volt szükség semmi egyéb eseményre, nem kellett hozzá például még jelentős vulkáni tevékenység sem.

A növények közt egyesek átvészelték az időszakot, mások odavesztek, ám a teljes erdei ökoszisztémák összeomlottak. A grönlandi kőzetrétegekből például a devon-karbon határvonalon egy csapásra eltűntek a fák maradványai, és a növénytakaró eltűnésére utalóak, az üledék lerakódásának változásai is. A spórák összetételében bekövetkezett változások alapján rendkívül szegénnyé vált a terület flórája a kihalási hullám után, a karbon legelejére.
Kipusztultak az ekkor domináns páncélos halak, s csak a ma ismertek, mint a cápafélék (porcos halak) és a csontos halak (a „sima” halak) győztek, s ma is ezek uralják a halak világát. Maga a kihalási hullám viszont ránk nézve is igen fontos eredménnyel járt, a négylábúak ősei számára megnyílt az evolúció főutcája. A kihalás előtt még számtalan ujjuk volt, ám azoknak, amelyek túlélték a kihalási hullámot, ötre redukálódott az ujjszámuk, és egyre inkább a szárazföld felé vették útjukat.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt

#ózonpajzs #paleontológia