Ordoviitsiumi lõpu väljasuremine

Ordoviitsiumi-siluri (O-S) ehk ordoviitsiumi lõpu väljasuremine on Maa ajaloos suuruselt teine väljasuremine hävinud sugukondade osakaalu poolest. Väljasuremine toimus kahes etapis ajavahemikus 450–440 Ma. Tegemist oli ka suurusjärgult teise mereorganismide väljasuremisega, mis jääb alla ainult permi ajastu väljasuremissündmusele. Permis esines kogu teadaolev elu maailmameres ja puudus mandrilaval. Väljasuremise käigus hävis rohkem kui 60% meres esinenud selgrootutest, kaasa arvatud kaks kolmandikku kogu brahhiopoodide ja sammalloomade sugukondadest. Peamiselt kannatasid karpide, käsijalgsete, korallide, sammalloomade ja okasnahksete sugukonnad. Ordoviitsiumi lõpu väljasuremise põhjuseks peetakse hiidmandri Gondwana liikumist lõunapoolusele, millega kaasnes globaalne jahenemine, mandrijäätumine ja maailmamere veetaseme alanemine. Alanenud veetase põhjustas elupaikade hävingut rannikualadel. Jäätumise tunnuseid on leitud Sahara kõrbes ja mujal. Ordoviitsiumi lõpu väljasuremise põhjustas jahenemise, jäätumise ja maailmamere kõikumise kombineerumine.

Ajalugu

Ordoviitsiumi lõpu väljasuremine toimus umbes 445–443 Ma tagasi, pärast maailma ajaloo suurimat mitmekesistumist. Väljasuremine lõpetab ordoviitsiumi ajastu. Selle ajastu muutusi saab jälgida uurides bioloogilise päritoluga süsiniku ja hapniku isotoopide suhteid. Isotoopide suhte uuringud võimaldavad kirjeldada mineviku ja paleoklimaatilisi muutusi. 
Keerulise ehitusega hulkraksed organismid elasid ordoviitsiumi ajal maailmameres. Nendest hukkus ligikaudu 100 sugukonda, mis moodustasid umbes 49% kogu loomariigi mitmekesisusest. Brahhiopoodid, sammalloomad, paljud trilobiidid ning konodondid ja graptoliidid hävisid sugukondade kaupa. Selle ajastu mereorganismide hävingu statistiline analüüs näitab, et mitmekesisuse languse põhjustas järsk väljasuremise intensiivsuse tõus. Samas liigitekke kiirus ei alanenud.

Katastroofi võimalikud põhjused

Ordoviitsiumi-siluri väljasuremist uuritakse tänapäeval intensiivselt. Selle sündmuse kronoloogia peaks ühtima kõige karmima jääaja alguse ja lõpuga fanerosoikumi eooni kestel. Jääajaga lõppes kaua kestnud jahenemine hilis-ordoviitsiumi lõpul. Jäätumine mõjutas oluliselt faunat, kuna antud ajastikule oli omane soe kliima.
Ordoviitsiumi lõpu jäätumisele eelnes süsihappegaasi kontsentratsiooni langus atmosfääris, mis mõjutas valikuliselt madalmeredes elavaid organisme. Lõunapooluse lähedal triivival hiidmandril Gondwana moodustus jääkilp. Ordoviitsiumi lõpu jääaja setteid on leitud Lõuna-Aafrikast ning ka Lõuna-Ameerika kirdeosast. Sel ajastul asusid need mandrid lõunapooluse lähedal.
Jääajal toimunud protsessid sidusid vett, aga jäävaheaja sündmused vastupidi vallandasid seda. Seetõttu kõikus maailmamere tase korduvalt. Madalaveeliste sisekontinentaalsete ordoviitsiumi merede ulatuslikud veetaseme kõikumised rikkusid bioloogilisi nišše. Iga järgneva jäätumistsükliga kaasnev veetaseme kõikumine põhjustas bioloogilise mitmekesisuse vaesumist (Emiliani 1992 p. 491). Iga tsükli käigus vähenes populatsioonide arv tihti tervete sugukondade võrra. Julien Moreau Põhja-Ameerika settete seismiliste uuringute järgi on teada viis jäätumise perioodi.
Need jäätumise tsüklid põhjustasid nihkeid sügavaveelistes formatsioonides üleminekul madalamatelt laiuskraadidelt kõrgematele. Sellega kaasnes süvavee hoovuste kasv ja alumiste veekihtide hapnikuga rikastumine. Uus oportunistlik fauna õitses ainult lühikest aega, kuna ilma ookeaniliste hoovusteta moodustus taas anoksiline ehk hapnikuvaba keskkond, mis oli enamikule faunast hukatuslik. Ookeanide tsirkulatsiooni muutuse tõttu hakkasid organismid hankima toitaineid abüssaalist ehk ökoloogilisest sügavusvööndist. Seega ellu jäid vaid need liigid, kes olid võimelised pidevalt kohastuma muutuva keskkonnaga. Need liigid täitsid vabanenud ökoloogilisi nišše.

Gammakiirguse plahvatuse hüpotees

On olemas hüpotees, mille kohaselt ordoviitsiumi väljasuremine võis aset leida pärast supernoova plahvatust, mille korral vabanes rohkelt kahjulikku gammakiirgust. See täht asus 6000 valgusaasta kaugusel Maast (Maa-lähedases Linnutee galaktika harus). Kümnesekundiline plahvatus vähendas poole võrra Maa atmosfääri osoonikihti. Sel ajal olid maapinnal elavad organismid avatud intensiivsele ultraviolettkiirgusele. Kuigi see hüpotees on kooskõlas väljasuremise alguse mustriga, puuduvad tõendid, et selline supernoova plahvatus üldse toimus.

Vulkanism ja erosioon

Hiljutised uuringud pööravad rohkem tähelepanu süsihappegaasi ehk süsinikdioksiidi (CO₂) kõikumistele. Hilis-ordoviitsiumis tasakaalustas kujunev Apalatši mäestik peamiste vulkaanide gaaside emissioonid, peamiselt sidudes erosiooni käigus süsihappegaasi. Vulkaanilised ilmingud lõppesid Hirnantia eal, kuid jätkuv erosioon alandas märkimisväärselt CO₂ hulka. Süsihappegaasi sisalduse järsk langus atmosfääris ühtib kiire ja lühikese ordoviitsiumi lõpu jääajaga.

Sündmuse lõpp

Ordoviitsiumi jäätumise lõpuks peetakse maailmamere transgressiooni, kui sulavad liustikud tõstsid ning stabiliseerisid merevee taset. Kontinentide šelfialad ujutati taas üle ja selle käigus kahanes bioloogiline mitmekesisus kuni siluri alguseni.

Eesti ala ordoviitsiumi lõpus

Baltika manner asus ordoviitsiumi alguses lõunapoolkera parasvöötmes ja liikus ajastu lõpuks troopilistele laiuskraadidele. Mandrit kattev ulatuslik madalmeri laius Moskva piirkonnast kuni Poola ja Lääne-Skandinaaviani, kus ta avanes Iapetuse ookeani.
Ordoviitsiumi ladestu paksus kõigub Eestis 70–180 m vahel, olles suurim Kesk-Eesti läbilõigetes. Ordoviitsiumi lademete avamused paiknevad Põhja-Eestis, Vormsil ja Hiiumaa põhjaosas, kulgedes seal enam-vähem ida-lääne suunaliste vöönditena. Ülem-Ordoviitsiumi lademed koosnevad karbonaatkivimeist, organismide skeletiosistest ja lubimudast tekkinud mudalis-detriitsetest lubjakividest, mis sisaldavad erinaval määral saviainest, peamiselt mergli vahekihtidena.
Hilis-ordoviitsiumis (umbes 440 miljonit aastat tagasi) oli Baltika kontinent juba piisavalt lähenenud ekvatoriaalsele troopilisele vööndile ja sealt alates hakkas setetes valdama ülipeen puhas soojaveelise tekkega lubimuda.
Üleminekut parasvöötmest troopikasse tähistab korallide (nii tabulaatide kui ka rugooside), kihtpoorsete (stromatopooride) ja vanimate riffmoodustiste ilmumine meie geoloogilises läbilõikes Keila-Oandu eal. Ordoviitsiumi lõpus alanes merevee tase 50–100 meetrit. Seda põhjustas umbes 440 miljonit aastat tagasi toimunud nn Sahara jääaeg lõunapooluse lähistel paikneval Gondwana mandril.

Klimaatiline efekt

Kuna Balti paleobassein asus kaugel jäätumise otsemõjust, siis veetemperatuur ei selles piirkonnas ei langenud. Veetemperatuur hoopis tõusis rohkete maa-alade kuivenemise ja halvenenud veevahetuse tõttu maksimaalse jäätumise keskel. Sellele viitab lokaalse Porkuni korallide ja stromatoliitide arengu hoogne kiirenemine. Märgatavas koguses fluoriidi leidub Kamari kihistikus (Põhja- ja Lõuna-Eestis). See näitab Paleobalti basseini algset soolsust. Lubjast ooliidid, kes esmakordelt ilmusid paleosoikumis, kajastavad kuivenenud kliimat antud regioonis.

Eustaatiline efekt

Regressiivne Baltika ürgmandri basseini areng alates Vormsi east. Eustaatika mõju avaldus basseini veetaseme hüppelises muutmises. Neid muutusi jäädvustati sedimentatsioonil. Merepõhi asus arvatavasti afootses batümeetrilises vööndis. Seda näitab ooliidide ja kuivalõhede olemasolu Salduse kihistus (tänapäeval Läti). Need andmed lubavad oletada meretaseme eustaatilist alanemist 70–80 meetri võrra ordoviitsiumi lõpus.

Ookeanilise tsirkulatsiooni efekt

Tumedad kerogeeni sisaldavad graptoliitmudad kuhjusid sügavaveelisel Baltoscandia platvormilise basseini osas intensiivse hilis-ordoviitsiumi transgressiooni ajal. Need kuhjed räägivad anaeroobsete tingimuste tekkest. Vastavalt punased meresetted moodustusid Pirguni algusel, mis ka viitab oksüdeerivale keskkonnale. Vastandlik protsess toimus vara llandovery ajal, kui anoksilised tingimused taastusid. Kuivõrd sellised hüdrokeemilised sündmused võivad olla seotud ookeanilise tsirkulatsiooni muutustega on teadmata, sest neid muutusi saab tõlgendada ka aeratsiooni vööndi kõikumisega vastavalt mere sügavuse muuduga.
Faunade migratsiooni ja kosmopoliidistumist seletatakse jääaja ookeanilise tsirkulatsiooni intensiivistumisega. Geograafiliselt ulatuslik Hirnantia ja kosmopoliidistunud Llandovery fauna esines ka Paleobalti basseinis ordoviitsiumi lõpus.