Umbes veerand miljardit aastat tagasi tabas Maad apokalüpsis. Suureks suremiseks tuntud inimelu nõudis rohkem inimelusid kui ükski teine teadusele teadaolev massiline väljasuremine, sealhulgas see, mis juhtus mitte-lindude dinosaurustel 65 miljonit aastat tagasi. Üle 90 protsendi kõigist planeedi liikidest oli pühitud, alates ookeanide soomustatud plakeeritud trilobiitidest kuni hiiglaslike roomajateni maismaal. Võõraste olendite hulk kadus, andes teed tänapäevase taimestiku ja loomastiku esivanematele.
Seotud sisu
- Massiivsed vulkaanipursked vallandasid maa "suure suremise"
- Kuidas üks evolutsioonitegu peaaegu kogu maakera elu ära pühkis
Kataklüsmi põhjustaja on olnud pikka aega vaidluse objekt - teooriad ulatuvad asteroidi mõjust metaani röhitsevate mikroobideni. Kõige populaarsem stsenaarium algab vulkaanidest tänapäeva Siberis, mis purskasid umbes õigel ajal, et avaldada mitmesuguseid probleeme, sealhulgas kliimamuutusi. Nüüd on teadlaste meeskond leidnud füüsilisi tõendeid selle kohta, et nende massiliste pursete põhjustatud äärmiselt sööbiv happevihm võis oma osa inimelude kaotuses.
„Esmakordselt võime öelda, et sellest ajast pärinevatel muldadel oli äädikaga sarnane happesus, ” ütleb Londoni Imperial College'i geoloog Mark Sephton, kelle meeskond avaldab avastuse veebruaris ajakirjas Geology.
Sephton ja tema kolleegid uurisid kivimikihi iidsete muldade jälgi, mis pärinevad kustutusest, mis leidis aset Permi perioodi lõpus umbes 250 miljonit aastat tagasi. Sel ajal sulandusid kõik maailma maismaad superkontinendisse Pangea. Nüüd Põhja-Itaalias kaevatud kivimid sisaldasid eriti intrigeerivat ainet: vanilliini, sama molekuli, mis annab vaniljele oma maitse ja aroomi.
Mark Sephton ja uuringu kaasautor Cindy Looy uurivad Permja-Triase piiri Itaalia Butterlochi kanjonis. (Mark Sephtoni viisakus) Vanilliini toodavad looduslikult taimed ja seda leidub puidus. Kuid see ei tohiks kaua iseseisvalt pinnases elada, kus bakterid vabastavad ensüüme, mis seda lagundavad. Veelgi üllatavam oli leida sadade miljonite aastate jooksul säilinud märkimisväärseid koguseid.
"See on kindlasti ebaharilik, " ütleb Tim Bugg, Warwicki ülikooli bioloog-keemik, kes uuringuga ei tegelenud. "Vanilliini kogunemise nägemine viitab tõenäoliselt bakterite lagundamise aktiivsuse puudumisele."
Bakterite letargia selgitamiseks pöördusid teadlased inspiratsiooni saamiseks piimatööstuse poole. Piimatootjad maitsestavad oma jooke sageli, lisades neile vanilli. Katsed on näidanud, et piima hapendamine kaitseb lisandit ja pikendab maitset, sest madal pH deaktiveerib ensüümid, mis muidu suunaksid vanilliini.
Looduses esinevad mullabakterite aktiivsus võib happe suhtes olla sama tundlik, mis selgitaks ka seda, miks Itaalia kivimid sisaldasid suhteliselt väheses koguses vanilliinhappeks nimetatavat kemikaali, mida kipuvad tootma vanilliini muserdavad bakterid. "Meie andmed sobivad mõttega, et happevihmad põhjustasid mikroobide toimimise lakkamise, " ütleb Henk Visscher, Hollandi Utrechti ülikooli paleoökoloog ja Sephtoni meeskonna liige.
20. sajandil peamiselt fossiilkütusel töötavate elektrijaamade toodetud happelise vihma uuringud on näidanud, et see võib ökosüsteeme häirida. Mürgine sade eemaldab toitained mullast ja kahjustab taimi. Taimestiku kaotus võis põhjustada laialdast erosiooni, spekuleerib Septhon, ja toidupuudust, mis raskendas olendite elu toiduahelas kõrgemal.
Kergel mikrograafilisel pildil on kuuse lehele happevihmade poolt põhjustatud koekahjustused. (Teadusfoto raamatukogu / Corbis) See leid on tervitatav uudis Benjamin Blackile, kes on nüüd Berkeley California ülikooli geoloog. MIT-is viibimise ajal aitas ta luua arvutisimulatsiooni, mis hindas happelise vihma kogust ja tugevust, mida Siberi pursked võisid põhjustada. "Minu lootus oli seda ennustust tehes, et leiame võimalusi selle katsetamiseks, " ütleb Black.
2013. aastal avaldatud mudel pakkus välja, et pursetest välja paiskunud süsihappegaas oleks võinud vihma pH alandada umbes 4-ni, tomatimahla happesuseni. Lisage veel üks tavaline vulkaaniline emissioon vääveldioksiidis ja happesus oleks võinud sada korda halveneda - põhjapoolkera oleks võinud puhtaks pista vihmasajuga, mis on happeline nagu lahjendamata sidrunimahl.
"See ei saa olla juhus, et vanilliin ilmub täpselt sel ajal, " ütleb Greg Retallack, Oregoni ülikooli paleobotaanik, kes uuringuga ei tegelenud. Kuid ta hoiatab, et seda uut ja võõrast lähenemist iidsete muldade uurimisele tuleb hoolikalt uurida. Retallack kahtleb ka selles, kas Siberi vulkaanide vääveldioksiidi heitmetel võis olla selline globaalne mõju. Saasteaine moodustab tavaliselt taevast vihma tekitavaid raskeid aerosooliosakesi, piirates selle ulatust.
Sephtoni meeskonna välja pakutud tugev happevihm võis selle asemel olla uuritud koha lähedal väiksema purse töö, soovitab Retallack. Teine võimalus on see, et teatud tingimustel võivad mikroobid toota väävelhapet ja hapestada oma keskkonna iseenesest. Mõlemal juhul oleks pinnase pH langus piirdunud selle piirkonnaga.
Ülemaailmse happevihmade epideemia toetamiseks võib olla vaja vaadata kaugemalt. Iidsete muldade jäljed, mis pärinevad Suurest suremisest, on ilmnenud mitte ainult Itaalias, vaid ka sellistes kohtades nagu Hiina ja Gröönimaa. Edasised uuringud võiksid testida, kas need kivimid sisaldavad ka vihjeid vaniljele.
