Преди около четвърт милиард години, апокалипсис удари Земята. Известен като Голямото умиране, той е отнел повече животи от всяко друго масово измиране, известно на науката, включително и това, което се е случило в не-птичия динозаври преди 65 милиона години. Над 90 процента от всички видове на планетата са унищожени, от облечени в броня трилобити в океаните до гигантски влечуги на сушата. Множеството от странни същества изчезна, отстъпи пред предците на съвременната флора и фауна.
Свързано съдържание
- Мащабните вулканични изригвания предизвикаха "голямото умиране" на Земята
- Как един единствен акт на еволюция почти заличи целия живот на Земята
Това, което е причинило катаклизма, отдавна е обект на дискусии - теориите варират от астероидно въздействие до метан, откъсващ метан. Най-популярният сценарий започва с вулкани в днешен Сибир, който изригна в точното време, за да стартира каскада от проблеми, включително климатичните промени. Сега екип от изследователи е открил физически доказателства, че изключително каустичнокиселият дъжд, създаден от тези масивни изригвания, би могъл да играе роля в загубата на живот.
„За първи път можем да кажем, че почвите от това време имат киселинност, подобна на тази на оцета“, казва Марк Сефтън, геолог от Imperial College London, чийто екип ще публикува откритието през февруари в списанието Geology.
Сефтън и неговите колеги изследвали следи от древни почви в скални слоеве, които датират от изчезването, станало в края на пермския период преди около 250 милиона години. По това време всички световни масиви са били слети в суперконтинента Пангея. Скалите, открити в сегашната Северна Италия, съдържаха особено интригуващо вещество: ванилин, същата молекула, която придава на ванилията вкус и аромат.
Марк Сефтън и съавторът на проучването Синди Лой изследват пермийско-триасната граница в каньона на Бътерлох в Италия. (С любезното съдействие на Марк Сефтън) Ванилинът се произвежда естествено от растенията и се намира в дървесината. Но тя не трябва да оцелява сама по себе си в земята, където бактериите отделят ензими, които я разграждат. Намирането на значителни количества, запазени за стотици милиони години, беше още по-изненадващо.
„Това със сигурност е необичайно“, казва Тим Буг, биологичен химик от Университета на Уорик, който не е участвал в изследването. „Виждането на натрупване на ванилин вероятно предполага липса на активност за разграждане на бактериите.“
За да обяснят летаргията на бактериите, изследователите се обърнаха към вдъхновението към млечната индустрия. Производителите на мляко често ароматизират напитките си, като добавят тире от ванилия. Експериментите показват, че подкиселяващото мляко защитава добавката и удължава аромата, тъй като ниското рН деактивира ензимите, които иначе биха насочили към ванилин.
Активността на почвените бактерии в природата може да бъде подобно чувствителна към киселина, което също би обяснило защо италианските скали съдържат сравнително ниски количества химикал, наречен ванилова киселина, който има тенденция да се произвежда от бактерии, свиващи ванилин. „Нашите данни отговарят на идеята, че киселинният дъжд е причинил микробите да престанат да функционират“, казва Хенк Вишер, палеоеколог от Утрехтския университет в Холандия и член на екипа на Сефтън.
Проучвания на киселинни дъждове, произведени през 20 век, главно от електроцентралите, изгарящи изкопаеми горива, показват, че той може да наруши екосистемите. Отровните валежи отделят хранителни вещества от почвата и увреждат растенията. Загубата на растителност може да доведе до широко разпространение на ерозията, спекулациите на Септон и недостиг на храна, което затруднява живота на същества по-високо по хранителната верига.
Леко микрографско изображение показва тъканното увреждане на смърчово листо при киселинен дъжд. (Научна фотобиблиотека / Корбис) Констатацията е добре дошла новина за Бенджамин Блек, понастоящем геолог от Калифорнийския университет в Бъркли. Докато в MIT той помогна за създаването на компютърна симулация, която оцени количеството и тежестта на киселинния дъжд, които биха могли да бъдат предизвикани от изригванията в Сибир. „Надеждата ми, когато направих това прогнозиране, беше, че ще намерим начини да го тестваме“, казва Блек.
Публикуван през 2013 г., моделът предполага, че въглеродният диоксид, изригван от изригванията, може да намали рН на дъжд до около 4, киселинността на доматения сок. Добавете серен диоксид, още една обща вулканична емисия и киселинността можеше да се влоши стократно - Северното полукълбо можеше да бъде разгледано от дъждовни изблици, толкова кисели, колкото неразреден лимонов сок.
„Не може да е случайно, че ванилинът се появява точно по това време“, казва Грег Реталак, палеоботаник от Университета в Орегон, който не е участвал в изследванията. Но той предупреждава, че този нов и непознат подход към изучаването на древни почви трябва да бъде внимателно проучен. Retallack също поставя под въпрос дали емисиите на серен диоксид от сибирските вулкани биха могли да имат такова глобално въздействие. Замърсителят обикновено образува тежки частици от аерозол, които валят от небето, ограничавайки колко далеч може да пътува.
Силният киселинен дъжд, предложен от екипа на Сефтън, вместо това би могъл да е резултат от по-малко изригване близо до проучваното място, предполага Retallack. Друга възможност е, че при определени условия микробите могат да произвеждат сярна киселина и сами да подкисляват средата си. И в двата случая потапянето на pH на почвата би било ограничено до региона.
Подобряването на случая за световна епидемия от киселинни дъждове може да изисква да се гледа по-далеч. Следи от древни почви, датиращи от Великите умиращи, са се появили не само в Италия, но и на места като Китай и Гренландия. Бъдещите проучвания биха могли да проверят дали тези скали съдържат и намек за ванилия.
