Zemljino podnebje se v zadnjih 539 milijonih let ni spreminjalo povsem neurejeno, temveč je večino časa vztrajalo v enem od petih dolgotrajnih podnebno-ogljikovih režimov. Prehodi med njimi so sovpadali z obdobji povečane ranljivosti življenja in pogostejšega izumiranja.
Mednarodna raziskovalna skupina je analizirala obdobje fanerozoika, v katerem se je razširilo kompleksno življenje. Namesto da bi posamezna množična izumrtja obravnavala ločeno, je preverila, v kakšnem dolgoročnem stanju sta bila pred biološkimi krizami Zemljino podnebje in kroženje ogljika.
V raziskavi, objavljeni v reviji Nature Communications, so znanstveniki združili zapise izotopov ogljika in kisika, rekonstrukcije temperature in koncentracij ogljikovega dioksida, matematično modeliranje ter podatke o nastajanju in izumiranju morskih rodov.
Dolga obdobja stabilnosti in hitrejši prehodi
Analiza je pokazala pet razmeroma obstojnih režimov, v katerih je Zemljin sistem lahko vztrajal več deset ali celo več sto milijonov let. Med njimi so se pojavljali sorazmerno hitri prehodi, ko so se odnosi med temperaturo, ogljikovim dioksidom in ogljikovim ciklom preoblikovali.
Raziskovalci teh režimov ne enačijo preprosto s toplimi in hladnimi obdobji, kot sta “rastlinjak” in “ledenica”. Opisujejo širšo dinamiko sistema, saj se lahko Zemlja na primer na primerljivo količino ogljikovega dioksida različno odziva glede na stanje oceanov, celin, ledu, preperevanja kamnin in biosfere.
Med skrajnimi primeri izstopata razmeroma vroče kambrijsko obdobje z visoko ranljivostjo življenja ter hladnejši kenozoik, v katerem je bila izmerjena ranljivost biosfere najnižja.
Velika izumrtja blizu prehodov
Ob prehodih med dolgoročnimi režimi so se povečale stopnje izumiranja in biološkega prestrukturiranja. V bližini takšnih prehodov se je zgodilo tudi vseh pet splošno priznanih velikih množičnih izumrtij.
Raziskovalci pri tem ne trdijo, da je prehod podnebnega režima neposredno povzročil vsako množično izumrtje. Neposredni sprožilci so bili različni: siloviti izbruhi vulkanov, hitre spremembe temperature, zakisanje in pomanjkanje kisika v oceanih ali padec asteroida.
Dolgoročno stanje podnebja in ogljikovega cikla pa je lahko določalo, kako odporni so bili ekosistemi, ko jih je prizadel takšen pretres. O eni od možnih neposrednih posledic padca asteroida smo pisali v prispevku Dinozavrov morda ni najprej pokončala tema: Svet je lahko zagorel v nekaj urah, vendar nova analiza kaže, da je pomembno tudi stanje planeta pred samim udarcem.
Za merjenje ranljivosti so avtorji upoštevali razmerje med raznolikostjo življenja ter hitrostjo nastajanja in izumiranja rodov. Pozitivna vrednost njihovega kazalnika je pomenila biosfero pod povečanim stresom. Skoraj vsa znana obdobja izrazito povečanega izumiranja so sovpadala s takšnimi vrednostmi.
Študija ni neposredna napoved sedanjega izumiranja ali prihodnjega podnebja. Ponuja pa okvir za razumevanje, zakaj ima lahko podoben okoljski pretres v različnih obdobjih Zemljine zgodovine povsem drugačne posledice za življenje.
