პერმულ-ტრიასული გადაშენება

პერმულ-ტრიასული გადაშენება მიმდინარეობდა პერმული და ტრიასული გეოლოგიური პერიოდების საზღვარზე, პალეოზოურსა და მეზოზოურ ერას შორის, დაახლოებით 252 მილიონი წლის წინ. ეს არის დედამიწის ისტორიაში ყველაზე ცნობილი გადაშენება, რომლის დროსაც წყალში მცხოვრები ორგანიზმების — 96%, ხოლო ხმელეთის ხერხემლიანი ცხოველების 70% გადაშენდა. ეს პერიოდი ასევე მწერების ყველაზე ცნობილ მასობრივ გადაშენებადაა მიჩნეული.
არსებობს მტკიცებულება გადაშენების ერთი ან სამი განსხვავებული ფაზის შესახებ. რამდენიმე ფაზის არსებობა გამოწვეულია იმით, რომ ხდებოდა განსხვავებული მოვლენები, როგორებიცაა ვულკანური ამოფრქვევები (მაგალითად, ციმბირის ტრაპები) და კლიმატის ცვლილება, რაც გამოიწვიეს წყალქვეშ მცხოვრებმა მიკრობებმა, რომლებიც ატმოსფეროში დიდი რაოდენობით მეთანს გამოჰყოფდნენ.
გადაშენების შემდეგ, სადავოა ის, თუ რამდენად სწრაფად აღსდგა ფლორა და ფაუნა. ზოგიერთი მეცნიერის შეფასებით, მას 10 მილიონი წელი დასჭირდა (შუა ტრიასულ პერიოდამდე), როგორც გადაშენების სიმძიმის გამო, ასევე აღდგენას ახანგრძლივებდა პერიოდულად მძიმე საცხოვრებელი პირობები. ვარაუდობენ, რომ გადაშენების გავლენა შეიძლება ნაკლებად საგრძნობი ყოფილიყო ზოგიერთ რეგიონში, სხვებთან შედარებით.
გადაშენების ნიმუშები
წყალქვეშა ორგანიზმები
P-Tr გადაშენების დროს ყველაზე დიდი ზარალი განიცადეს წყალქვეშ მცხოვრებმა უხერხემლოებმა. ამას ადასტურებს აღმოჩენილი ნამარხები. ამ პერიოდში, 329 უხერხემლოს გვარიდან 286 სახეობა გაქრა. მრავალფეროვნების ასეთი ვარდნა, სავარაუდოდ გამოწვეული იყო გადაშენების დონის მკვეთრი მატებით, ვიდრე ბუნებრივი გადარჩევით.
გადაშენება, პირველ რიგში, შეეხო ორგანიზმებს, რომლებსაც აქვთ კალციუმის კარბონატის საფარი, განსაკუთრებით ისინი, რომლებიც დამოკიდებულნი არიან ხახშირბადის დიოქსიდის სტაბილურ დონეზე, რათა შექმნან თავიანთი სიცოცხლისთვის აუცილებელი საფარი. მსგავსი ორგანიზმები დამოკიდებულნი არიან ნახშირორჟანგის კონცენტრაციაზე, ვინაიდან ამ აირის მატება იწვევს ოკეანის გამჟავიანებას, ხოლო იმ პერიოდში ნახშორორჟანმა დიდი რაოდენობით მოიმატა. საზღვაო უხერხემლო ჯგუფების გადარჩენილთა შემადგენლობაში შედიოდა ბენთოსი.
ხმელეთის უხერხემლოები
პერმული სისტემაში მწერებისა და სხვა უხერხემლო სახეობების დიდი მრავალფეროვნება იყო. ყველაზე მეტი სახეობის მწერი სწორედ ამ პერიოდში გადაშენდა. ზოგიერთი წყაროს თანახმად, ეს ერთადერთი მწერების მასობრივი გადაშენებაა. პალეოდიქტიოპტეროიდებმა კლება დაიწყეს პერმული სისტემის შუა პერიოდში. ამ გადაშენებებს ასევე უკავშირდება ფლორის ცვლილება. ყველაზე დიდი სახეობრივი შემცირება გვიანდელ პერმულ ერაში მოხდა. ამ პერიოდის დროინდელი ნამარხები დღეს შესწავლილი და აღმოჩენილია. სწორედ ამ აღმოჩენების საფუძველზე მტკიცდება, რომ იმ პერიოდის მწერები განსხვავდებოდნენ დღევანდელებისგან, ისინი დღეს აღარ გვხვდებიან, რაც კიდევ ერთხელ ადასტურებს, რომ სწორედ ამ პერიოდში გადაშენდნენ.
ხმელეთის მცენარეები
ხმელეთის მცენარეების გეოლოგიური ჩანაწერი შედარებით იშვიათად მოიპოვება. მცენარეები შედარებით „იმუნურები“ არიან მასიური გადაშენების მიმართ, ცხოველები გადაშენებას უფრო მარტივი ფაქტორების გამო განიცდიან, ხოლო მცენარეთა შემთხვევაში იშვიათია მთლიანი სახეობის განადგურება.
ტყეების განადგურებას მოჰყვებოდა დაბალი ზომის ბალახოვანი მცენარეების მრავალფეროვნების ზრდა. მოგვიანებით, ხეების სხვა ჯგუფები კვლავ დომინანტები ხდებოდნენ, მაგრამ კვლავ ზარალდებოდნენ, ანუ გადაშენების პროცესი პერიოდულად მეორდებოდა. პერიოდულად დომინანტობის მოპოვების ეს პრიიცესი, გარემოს არასტაბილურობაზე მიუთითებს, რომელსაც ცვალებადობის დროს სხვადასხვა მცენარე სხვადასხვაგვარად ეგუებოდა. ამ პროცესის დროს შიშველთესლოვნები იმდენად დაზარალდნენ, რომ მათი ტყეების აღდგენას 4-5 მილიონი წელი დასჭირდა.
ქვანახშირის საბადოები
ნახშირის საბადოების არსებობა არ არის ცნობილი ადრინდელ ტრიასულ ხანაში, ხოლო შუა ტრიასულ პერიოდში შეინიშნება მცირე რაოდენობით. დღესდღეობით ნახშირის ასეთი დიდი რაოდენობა გადაშენებული მცენარეებით აიხსნება, რომელიც პერმულ-ტრიასული გადაშენების პერიოდში მოხდა. ამის შემდეგ კი მცენარეებს ახალ გარემოსთან სრული ადაპტაციისთვის 10 მილიონი წელი დასჭირდათ. ნიადაგში ნახშირის კონცენტრაციით შესაძლებელია იმის დადგენა, თუ რომელ რეგიონში ხდებოდა უფრო დიდი რაოდენობის მცენარეების განადგურება.
შესაძლო ახსნა
პერმული ერის ბოლო ეტაპიდან შემორჩენილი წყალქვეშა ნამარხების ანალიზმა დაადგინა, რომ ორგანიზმები, რომლებიც ყველაზე ნაკლებად ეგუებოდნენ ნახშირბადის დიოქსიდის დონის ცვლილებას ყველაზე მალე გადაშენდნენ. ყველაზე დაუცველი წყლის ორგანიზმები იყვნენ, კარბონატული საფარის მქონენი, მაგალითად კალციტის. ისეთი ორგანიზმები როგორებიც არიან: ტაბულეტები, მხარფეხიანები და სხვა მსგავსი ტიპის არსებების 81% გადაშენდა. უმნიშვნელო დანაკარგები განიცადეს, მაგალითად, აქტინიებმა, საიდანაც შემდგომში განვითარდნენ დღეს არსებული მარჯნები.
გადაშენების მაჩვენებელზე ნაშირორჟანგის დონის ზრდას, რომელსაც ჟანგბადის შემცირება მოჰყვა არ უნდა ყოფილიყო ერთადერთი მიზეზი, ვინაიდან ამ პერიოდში ატმოსფეროში მაინც საკმარისი ჟანგბადი იქნებოდა, რათა ცოცხალ ორგანიზმებს ეარსებათ. ტრიასული სისტემის არცერთ დროსა და პერიოდში არ ყოფილა დედამიწაზე იმაზე ნაკლები ატმოსფერული ჟანგბადი ვიდრე დღეს არის.
წყალში მცხოვრები ორგანიზმები უფრო მგრძნობიარენი არიან CO2- ის დონი ცვლის მიმართ, ვიდრე ხმელეთის ორგანიზმები და ამას მრავალი ფაქტრორი განაპირობებს.CO2 არის 28-ჯერ უფრო ხსნადი წყალში, ვიდრე ჟანგბადი. მისი დონის მატება ორგანიზმების რესპირატორულ სისტემას აზიანებს და რთულდება ცილების სინთეზიც, რაც სიცოცხლისთვის აუცილებელი კომპონენტია. გარდა ამისა CO2 პირდაპირ არის დაკავშრებული ოკეანის მჟავიანობასთან, მისი კონცენტრაციის ზრდით ჩქარდება გამჟავიანების პროცესი. ოკეანის pH-ს საშუალოზე მაღალი მაჩვენებელი აქვს, ხოლო გამჟავიანებისას ის საშუალო მაჩვენებელზე ჩამოდის.
ძნელია ხმელეთის ორგანიზმების გადაშენებისა და გადარჩენის მაჩვენებლების დეტალური ანალიზი, რადგან პერმულ-ტრიასის პერიოდის რამდენიმე წიაღისეული საწვავის საბადოა აღმოჩენილი. ტრიასის მწერები ძალიან განსხვავდებოდნენ პერმულისგან, მაგრამ მწერების ნამარხები, რომლებიც დაახლოებით 15 მილიონი წლის ფარგლებში გადაშენდნენ, მოიცავს გვიანდელ პერმული პერიოდიდან დაწყებული ტრიასის დასაწყისამდე ეპოქას. ამასთან, წყალდიდობის შედეგად მდინარეთა შეცვლილი კალაპოტების ანალიზი მიუთითებს მდინარეების ახალ კალაპოტში გადასვლაზე, რაც ახსნის კლიმატის მკვეთრ ცვლილებას, კერძოდ, გამოშრობას
თეორიები
პერმულ-ტრიასული გადაშენების ზუსტი მიზეზების დასახელება რთულია, პირველი პრობლემა ის არის, რომ ეს მოხდა დაახლოებით 250 მილიონი წლის წინ და მას შემდეგ ბევრი რამ შეიცვალა დედამიწაზე, ხოლო ნიმუშები, რომლებიც რაიმე მნიშვნელოვანს იძლევიან განადგურდნენ ან დედამიწის ზედაპირიდან ღრმად არიან დამარხულნი. წყალქვეშა კლედეები და ზოგადად ოკეანეების ზედაპირი, ყოველ 200 მილიონ წელიწადში ფილების ტექტონიკის გამო დეფორმირდება, რის შედეგადაც იკარგება ძველი სახეობების კვალი. ამის მიუხედავად მეცნიერებმა შეძლეს გარკვეული ინფორმაციის მოპოვება, ხოლო ეს თეორიები მოიცავს, როგორც კატასტროფულ მოვლენებს, ასევე გრძელვადიან გადაშენების პროცესს.
არსებობდა ვარაუდი, რომ გადაშენება ციურმა სხეულმა გამოიწვია, ვინაიდან მეცნიერებმა რამდენიმე კრატერი აღმოაჩინეს, მათ შორის 250 კილომეტრის სიგრძის, რომელიც მდებარეობს ავსტრალიის ჩრდილო-დასავლეთის სანაპიროზე და აღმოსავლეთ ანტარქტიდის კრატერი. ამის მიუხედავად არ დადასტურდა, რომ ციურმა სხეულებმა ამ პერიოდის ორგანიზმებზე რაიმე ზეგავლენა მოახდინეს, რის შემდეგაც თეორია მკაცრად გააკრიტიკეს.
ბრაზილიაში 40 კილომეტრიანი არაგუინას კრატერი, 254,7 ± 2,5 მილიონი წლით თარიღდება, რაც ემთხვეოდა პერმულ-ტრიასულ ერას. ამ ადგილზე იპოვეს ნავთობის კვალიც, თუმცა კრატერის წარმოქმნისას გამოყოფილი ენერგია არასაკმარისი იქნებოდა იმისთვის, რომ მყისიერად გამოეწვია გლობალური მასობრივი გადაშენება, მაგრამ მეორე ვერსიის თანახმად, კოლოსალურმა ადგილობრივმა მიწისძვრამ ნავთობისა და გაზის უზარმაზარი რაოდენობა გამოათავისუფლა ქერქიდან. შედეგად მოულოდნელმა გლობალურმა დათბობამ შესაძლოა დააჩქარა გადაშენების პროცესი.
არსებობს ვარაუდი, რომ გადაშენება შესაძლოა ვუნკანურ ამოფრქვევებს გამოეწვია, რის შედეგადაც ატმოსფეროში დიდი რაოდეობით კვამლი გამოიყოფოდა, რაც წარმოქმნიდა საფარს და აღარ მისცემდა მზის სხივეს დედამიწის ზედაპირამდე მისვლის საშუალებას. ამ ფაქტის გამო ხმელეთის მცენარეები და წყალმცენარეებიც შეწყვეტდნენ ფოტოსინთეზის პროცესს, რაც გამოიწვევდა კვებითი ჯაჭვების დარღვევას. ამოფრქვევები სავარაუდოდ გამოიწვევდა მჟავა წვიმებს, როდესაც ატმოსფეროში გაბნეული მჟავა ოქსიდები წვიმით ჩამოირეცხებოდა. ეს გამოიწვევდა მცენარეების, მოლუსკების, პლანქტონებისა და სხვა ისეთი ორგანიზმები გადაშენებას, რომლებსაც ჰქონდათ კალციუმის კარბონატის საფარი, მაგალითად ნიჟარები. ამოფრქვევების შემდეგა გამოიყოფოდა დიდი რაოდენობით ნახშირბადის დიოქსიდი, რაც კიდევ უფრო დააჩქარებდა გლობალურ დათბობას. გარკვეული პერიოდის შემდეგ ატმოსფეროში არსებული მტვერი და ღრუბლები გაიფანტებოდა, თუმცა ნახშირორჟანგის მაღალი კონცენტრაცია კვლავ დარჩებოდა, რაც სათბურის ეფექტს შექმნიდა.
რეკომენდებული ლიტერატურა
Over, Jess (editor), Understanding Late Devonian and Permian–Triassic Biotic and Climatic Events, (Volume 20 in series Developments in Palaeontology and Stratigraphy (2006). The state of the inquiry into the extinction events.
Sweet, Walter C. (editor), Permo–Triassic Events in the Eastern Tethys : Stratigraphy Classification and Relations with the Western Tethys (in series World and Regional Geology)
რესურსები ინტერნეტში
Podcast available.
«The Permo-Triassic extinction»
«The Permo-Triassic extinction»
BBC2 'The Day the Earth Nearly Died' website.
PBS series Evolution: «Extinction!»
Luann Becker, «Exploring Antarctica: Understanding Life on Earth and Beyond»
SpaceRef: «Big Bang in Antarctica: Killer Crater Found Under Ice»
Science Daily: Global warming led to atmospheric hydrogen sulfide and Permian extinction
Science Daily: Big Bang In Antarctica: Killer Crater Found Under Ice
Lee Siegel, «Rocks Reveal Details of Mass Extinction» Based on Peter D. Ward, David R. Montgomery, Roger Smith, «Altered River Morphology in South Africa Related to the Permian-Triassic Extinction», in Science 8 September 2000
David Morrison, «Did an Impact Trigger the Permian-Triassic Extinction?»
Giant Crater Found: Tied to Worst Mass Extinction Ever
Rocks Reveal Details of Mass Extinction
The History Files: Permian Extinction Event
Ward, P.D. (2006) «Impact from the Deep»
Доказана роль резкого закисления океана в массовом вымирании на рубеже пермского и триасового периодов. / Элементы.ру, 14.04.2015
Кирилл Юрьевич Еськов: Последние результаты исследования пермско-триасового вымирания
სქოლიო
კატასტროფები
დედამიწის გეოლოგიური ისტორია
ჰიპოთეზები
კლიმატის ისტორია