Ved å studere fossiler fra en liten skapning kalt conodont har forskere nå en forklaring på den enorme økningen av livsformer: en global nedkjøling av havvannet til omtrent dagens temperaturer.

Forskere fra Université Claude Bernard i Frankrike og Australian National University har funnet tegn på en nedgang av havtemperaturene på over 10 grader over en periode på rundt 20 millioner år.

Dette hendte i begynnelsen av den ordoviciske perioden – som varte fra 490 til 440 millioner år siden, mener de. Frem til nå har tidsperioden vært forbundet med en kraftig drivhustilstand.

Resultatene fra studien er publisert i Science.

Bare liv i havet

I ordovicium var planeten vår svært ulik den verden vi kjenner i dag.

Mesteparten av jordens landmasse befant seg syd for ekvator og var samlet i superkontinentet Gondwana, som besto av dagens sydlige Europa, Afrika, Sør Amerika, Antarktis og Australia.

I løpet av 50 millioner år drev kontinentet lenger sydover før store deler av det endte opp under vann.

Verden var dominert av skapninger som trilobitter, graptolitter og conodonter, men mot slutten av perioden gikk jorden gjennom en av de verste katastrofene noensinne.

Over hundre ulike familier av marine virvelløse dyr døde ut og mesteparten av de revbyggende dyra forsvant også.

Kraftig temperaturnedgang

I begynnelsen av den ordoviciske perioden, for 490 millioner år siden, lå havtemperaturen på rundt 42 grader. Det er for varmt til at komplekse former for liv kan utvikle seg, i følge en pressemelding fra Centre National de la Recherche Scientifique.

Men over en periode på rundt 20 millioner år sank temperaturen over ti grader, ned til de optimale temperaturene for utvikling av liv, hevder forskerne bak den nye rapporten.

Havtemperaturene stabiliserte seg så og holdt seg rundt dagens ekvatortemperaturer i nesten 30 millioner år, noe som forårsaket en av de kraftigste økningene i mangfold av liv på jorda noensinne, mener forskerne.

De brukte en ny metode for å komme fram til hvordan forholdene i havet var den gangen, nemlig undersøkelser av fossiler av den ålelignende skapningen conodont som levde på denne tiden.

Conodont-fossiler ga svaret

Det eneste som er igjen av denne urgamle skapningen er deler av tannlignende munndeler, som kalles conodontelementer.

Disse knøttsmå tannfossilene er mellom 0,1 og 3 millimeter lange og inneholder viktig informasjon om miljøet skapningen levde i. Fossilene er svært vanlige og finnes over hele verden.

- Vår studie er den første analysen av oksygenisotoper i conodonter som er gjort på denne måten. Metoden krever svært lite testmateriale og er mye mer nøyaktig enn tidligere forsøk, sier en av forfatterne av studien, professor Julie Trotter ved Australian National University, til forskning.no.

- Vi tok fossiler fra områder som var rundt ekvator under den Ordoviciske perioden. Dette gjorde vi slik at lokale temperaturforskjeller, havstrømninger og andre faktorer ikke skulle være utslagsgivende, forteller Trotter.

Forskerne analyserte de fossile tenner og så etter forandringer ved to oksygenisotoper. Den tidlige ordoviciske perioden var en tid hvor jordas atmosfære fortsatt hadde svært mye CO2, som forårsaket en kraftig drivhuseffekt med høye temperaturer.

Klimaforandring ga mangfold

Samtidig som vannet ble kjøligere, var det en eksplosiv økning av liv i havet, mener forskerne.

Vanntemperaturen ble kjølt ned til den endte opp som dagens temperaturer rundt ekvator og de første korallrevene og en rekke nye arter og liv på havbunnen oppsto på denne tiden.

Atmosfæren ble kjøligere, noe som indikerer at en global klimaforandring fant sted. Dette kan ha spilt en avgjørende rolle i den enestående økningen i biologisk mangfold i ordovicium, som åpnet for dagens mangfold og kompleksitet, tror teamet.

Forskere har lenge vært enige om at den ordoviciske perioden var enestående i spredning av liv og arter – innen perioden var over hadde antallet arter i havene økt tre til fire ganger.

- Det at det var en enorm økning i liv i havene på denne tiden har vært kjent i lang tid, men denne studien er den første til å gi en plausibel forklaring - en global temperaturforandring, sier Trotter.

Hun mener at denne klimatiske endringen førte til en av de viktigste evolusjonære hendelsene i jordas historie.

Årsaker ikke klare

Men hva som forårsaket de lavere temperaturene er ikke klart. Trotter forteller at dette er neste steg i forskningen.

- Klimaforandringene kan ha hatt en rekke årsaker, som kontinentale værsystemer som kan senke CO2-nivåene i atmosfæren og det at kontinentene flyttet på seg og åpner for nye havstrømninger og varmedistribusjon.

- Men å bevise noe av dette krever at vi undersøker perioden før den ordoviciske tiden og at vi foretar en omfattende analyse av tidligere studier av kjemiske forhold i havene, sier Trotter.

I følge studien er det å forstå temperaturutviklingene i ordovicium essensielt for å skjønne sammenhengene mellom sjøvannskjemi, klimaforandringer, store biologiske hendelser og andre grunnleggende prosesser på planeten vår.

Ordovicium endte med masseutrydding. Store mengder vann ble bundet i isbreer og havnivået sank dramatisk. Fossile morener viser at dette etter hvert ble en istid med lave temperaturer.

Forskjellige fra dagens klimaforandringer

Trotter forteller at studien har fått usedvanlig mye oppmerksomhet fra media og mener det er fordi den har å gjøre med klimaforandringer.

Men hun sier at dagens klimaforandringer er svært forskjellige. Det Interasjonale Panelet for Klimforandringer (IPCC) har spådd at vi i dette århundret kan se temperaturøkninger på over fire grader Celsius.

- En slik økning, selv om det betyr at større havområder vil få en såkalt optimal temperatur for liv slik den er rundt ekvator, vil sannsynligvis føre til at store deler av dagens arter dør ut, sier Trotter.

- Varmere hav på verdensbasis vil også føre til en sterk forsuring av vannet som gjør at en rekke arter vil forsvinne, mener hun.

Kilde:

Julie Trotter et al., Did Cooling Oceans Trigger Ordovician Biodiversification? Evidence from Conodont Thermometry, Science 321, 550, 2008