Denne artikkelen er produsert og finansiert av Norges geologiske undersøkelse - les mer.

De vulkanske bergartene på Putorana-platået i Sibir er rester etter den én million år lange vulkanske perioden som utryddet store deler av dyrelivet på jorda.
De vulkanske bergartene på Putorana-platået i Sibir er rester etter den én million år lange vulkanske perioden som utryddet store deler av dyrelivet på jorda.

Det tok millioner av år for jorda å hente seg inn etter denne klimakollapsen

For om lag 252 millioner år siden forårsaket oppvarmingen en masseutryddelse av liv på jorda. Jordas naturlige termostat klarte ikke å kontrollere drivhusklimaet. Hva skjedde? Nå finner forskere ledetråder i Arktis.

Hele 96 prosent av alle arter i havet 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 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.
Eksempel på hvordan harde, krystallinske bergarter er forvitret i dypet. Bildet er fra Hadseløya i Vesterålen i Nordland.

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 at dette handler om kjemisk nedbrytning eller forvitring, av silikatbergarter på land. Store deler av jordskorpen består av silikater, mineraler av silisium og oksygen, to av de hyppigst forekommende grunnstoffene i skorpen.

– 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, sier han.

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.

Blomstring av planktisk og bentisk liv i havet oppsto etter masseutryddelsen i overgangen mellom perm og trias. Her er kaldtvannskorallen Lophelia avbildet utenfor Nord-Norge.
Blomstring av planktisk og bentisk liv i havet oppsto etter masseutryddelsen i overgangen mellom perm og trias. Her er kaldtvannskorallen Lophelia avbildet utenfor Nord-Norge.

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 ti 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.

Referanse:

Jochen Knies mfl.: Continental weathering and recovery from ocean nutrient stress during the Early Triassic Biotic Crisis. Nature Communications, 2022. Doi.org/10.1038/s43247-022-00480-z

Om forskningen

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.

Powered by Labrador CMS