急激な気温の上昇は、地球の歴史の中で最悪の絶滅につながった

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誰もが恐竜の絶滅について知っています。最悪の絶滅は温度の急激な上昇によって引き起こされました。

地球で最も深刻な絶滅は、恐竜を一掃するキラー小惑星の衝突のずっと前に起こりました。それは約252ミャアで起こり、それが二畳紀と呼ばれるものの終わりを示しました。絶滅は、二畳紀から三畳紀の絶滅イベント、二畳紀末の絶滅、またはより簡単に言えば「大いなる死」として知られています。グレートダイイング中に、陸生脊椎動物の最大70％、およびすべての海洋種の最大96％が消滅しました。

どうやってそうなった？もう一度起こりますか？

「この研究は、人為的な気候変動の下で同様のメカニズムから生じる大量絶滅の可能性を強調しています。」 –ワシントン大学海洋学部の主執筆者、ジャスティンペン。

科学者たちは地球の歴史の中で最悪の絶滅の原因を理解するために一生懸命取り組んできました。しかし、250ミヤを超えて発生した何かからの証拠をつなぎ合わせるのは困難です。昔の出来事からの手がかりは岩に隠されており、古い岩の多くは沈み込んでいます。巨大なクレーターのような煙る銃はありません。ほんの少しの証拠があります。証拠の1つの特定の部分は特に説得力があります。絶滅した海洋生物とそうでなかった生物種の分布を示す化石の証拠。

Scienceで発表された新しい研究は化石の記録に焦点を当てており、Great Dyingの背後にある犯人は気候変動であったことを示しています。当時の気候変動は火山によって引き起こされた可能性が高いですが、その影響は明らかです。火山などによって引き起こされた気候変動は、小惑星の影響と同じかそれ以上に壊滅的な絶滅を引き起こす可能性があります。

この論文のタイトルは、「温度依存性低酸素症は、ペルム紀末期の海洋の大量絶滅の生物地理学と重症度を説明しています。」筆頭著者はワシントン大学の海洋学部のジャスティンペンです。研究では、ペンと彼の共著者は、海水温の上昇とそれに伴う低酸素がグレート・ダイイングを引き起こし、他の恐らくは他の絶滅も引き起こしたと結論付けています。

「…気候の温暖化と酸素の損失が、絶滅の主な原因でした。」 –ワシントン大学海洋学部、ジャスティンペン。

膨大な量の証拠は、その気候変動の背後にあるメカニズムが252ミャアが火山であったことを示しています。火山が大気中に注入した温室効果ガスのため、火山の主な影響は温暖化気候でした。火山には他の影響がありましたが、温暖化が鍵です。それは海をかなり暖めました。

研究者たちは気候モデリングと化石記録を組み合わせて結論を出しました。彼らは、パンゲアと呼ばれる単一の大陸が存在し、海の温度と酸素レベルが今日と同じであった、絶滅直前の地球に基づく気候をモデル化しました。彼らのモデルでは、彼らはまた、甲殻類、魚、甲殻類、サンゴ、サメを含む61の現代の海洋種の温度と酸素感受性を入力しています。グレートダイイングの前の状態は現在の状態に類似していたため、これらの61の現代種の感受性は、地球で最悪の絶滅時の種を表しています。

その後、温度を10度上げ、温度変化252 myaに一致させました。結果は彼らに大瀕死の地理的な絵を与えました。

「非常に少数の海洋生物が彼らが住んでいた同じ生息地にとどまりました—それは逃げるか滅びるかのどちらかでした」と、海洋学のUW准教授である2人目の著者Curtis Deutschは言いました。シミュレーションでは、高緯度の種はほぼ完全に一掃されましたが、赤道に近い一部の種は生き残りました。

「これは、化石の記録で直接テストできる絶滅の原因についての機構的予測を行ったのは初めてです。これにより、将来の絶滅の原因について予測することができます」と最初の著者であるジャスティンペンは語った。、海洋学のUW博士課程の学生。

いくつかの古代の海底の岩は、地球の最悪の絶滅252ミャアからまだ残っており、それらは絶滅自体の証拠を保持しています。繁栄している多様な海洋生態系があり、その後死体が広がっていました。そして、地球が多様化し、再び繁栄するまでには数百万年かかりました。シミュレーションの結果を手に入れて、科学者たちはそれを生き残った化石の記録と比較しました。

化石の記録は、種が絶滅前にどこにいたか、完全に消滅したか、以前の生息地の一部に限定されていたかを示しています。そして、化石の記録は、研究者が発見したものを確認しています。赤道から最も遠い種が最も被害を受けました。

冷たい水は暖かい水よりも多くの酸素を保持します。それが基本的な科学です。赤道からかなり離れた、より寒い気候に適応する種は、赤道近くのより暖かい水に適応する種よりも多くの酸素を生き残る必要があります。海洋化石の記録によると、赤道から遠い海洋種は赤道に近い海洋種よりも被害が大きかった。

気候が暖まり、海の酸素レベルが下がったとき、最初に消滅したのはより多くの酸素を必要とする種でした。赤道に近い種はどこかに行きました：彼らは赤道を離れ、慣れている酸素レベルの水を見つけることができました。または、少なくとも一部は可能でした。しかし、赤道のさらに北と南の人々にとって、行く場所はありませんでした。

「熱帯生物の代謝はすでにかなり温暖な低酸素状態に適応しているため、熱帯生物から離れて、どこか他の場所で同じ状態を見つけることができました。」 – Curtis Deutsch、共著者、UW海洋学准教授。

「熱帯生物の代謝はすでにかなり温暖な低酸素条件に適応しているため、熱帯から離れて、どこか他の場所で同じ条件を見つける可能性があります」とドイツ語は述べた。「しかし、生物が冷たい、酸素に富んだ環境に適応した場合、それらの条件は浅い海では存在しなくなりました。」

温暖化する海は、海洋生物にとって二重の弱点でした。海が暖まるにつれ、酸素レベルが下がっただけでなく、海洋生物種の代謝が速まり、より多くの酸素が必要になりました。ここでの重要な概念は、温度依存のO2供給と需要の比率です。代謝指数と呼ばれるこの比率は、好気性活動の環境範囲を測定し、海の状態だけでなく、種間で異なる熱および低酸素感受性の特性によって支配されます。特定の種のメタボリックインデックスが最小要件を下回った場合、彼らは単に呼吸できなくなり、死んでしまいます。

「その殺害メカニズム、気候温暖化、酸素損失の兆候は、モデルによって予測され、化石から発見されたこの地理的パターンです」とペン氏は語った。「2つの間の合意は、気候温暖化と酸素損失のこのメカニズムが絶滅の主な原因であったことを示しています。」

温暖化とそれによって引き起こされた酸素の欠如は、絶滅の唯一の要因ではありませんでしたが、海洋の多様性の損失の半分以上を説明しています。著者によると、酸性化や光合成生物の生産性の変化など、他の変化が追加の原因として機能した可能性があります。

これは将来にとって何を意味しますか？地球史上最悪の絶滅であるグレートダイイングの主な原因が温暖化だった場合、温暖化が再び絶滅を引き起こす可能性があります。実際、すでにそうです。

温室効果ガスのレベルは二畳紀で上昇し、今日上昇しています。もちろん火山からではなく、人間からのものです。

「通常どおりの排出量シナリオでは、2100年までに上層海の温暖化が二畳紀後期の温暖化の20％に近づき、2300年までに35％から50％に達するでしょう」とPenn氏は語った。「この研究は、人為的な気候変動の下で同様のメカニズムから生じる大量絶滅の可能性を強調しています。」

私たちは現在、完新世の絶滅と呼ばれる絶滅イベントを生きています。過去6億年の間に他に5つがあったので、これは6番目の絶滅と考えられています。完新世の絶滅は、哺乳類、鳥、両生類、爬虫類、節足動物などの植物や動物に及びます。それはすべて温暖化気候によって引き起こされているわけではありませんが、一部はそうです。人間の活動による生物多様性の生息地の喪失は別の原因です。しかし、それは絶滅です。科学者は、動植物種の現在の絶滅率は、自然の絶滅のバックグラウンド率よりも100倍から1,000倍高いと考えています。

私たちの気候がどれほど暖かくなり、どのように多くの種が絶滅へと駆り立てられるかはまだ分からない。今後の最悪の事態を回避するために必要な変更を加えられることを期待しましょう。そして、火山噴火が多すぎないことを願いましょう。