Пермско-тријаско изумирање

Пермско-тријаското изумирање, познато и како Големото истребување,(на Перм-тријас (P-T, P-Tr) (PTME, исто така познат0 како доцнопермски настан на истребување, било масовно изумирање што се случило пред 252,28 милиони години, означувајќи ја границата каде пермскиот геолошки период преминува во тријасот, како како и границата каде што палеозоикот преминува во мезозоик. Тоа е најголемото познато истребување во историјата на Земјата, во кое изумреле до 96% од сите морски видови во тоа време и околу 70% од копнените ’рбетници. Тоа е и единственото познато масовно истребување на инсекти. Околу 57% од сите семејства и 83% од сите родови исчезнале. Бидејќи толку голема количина на биолошка разновидност била изгубена, обновувањето на животот на планетата траело значително подолго од кое било друго масовно истребување, според некои проценки и до 10 милиони години.
Истражувачите сугерираат дека вкупно имало меѓу еден и три периоди на тоа истребување. Постојат некои предложени механизми за објаснување на ова изумирање: најраната фаза веројатно била промена на животната средина, додека подоцнежната фаза се должи на некој катастрофален настан, како што е пад на метеор или комета, зголемена вулканска активност, експлозии на јаглен/гас од Сибирските трапови, и ненадејно ослободување на метан клатрат од морето, постепени промени во нивото на светските мориња, аноксија или промени во океанската циркулација предизвикани од климатските промени.
1 Запознавање со изумирање
До 2000 година, се сметало дека карпите што ја опфаќаат границата помеѓу Перм и тријас се премногу ретки за да се утврди изумирањето со неспорни детали. Студиите за датирање на ураниум циркони од карпести секвенци на неколку локации во јужна Кина довеле до заклучок дека истребувањето се случило пред 252.28 г.±0,08 милиони години, додека претходното истражување во близина на Мајшан во округот Ченинг, провинцијата Жеџијанг, исто така во Кина заклучиле дека истребувањето се случило пред 251,4±0.3 милиони години, со неколку мали изумирања по тој период. Големо (околу 9 ‰ ), ненадејно глобално намалување на односот на јаглеродот кон, се совпаѓа со изумирањето, и понекогаш се користи за да се идентификува границата помеѓу Перм и тријас во карпи кои не се погодни за радиолошко датирање. Доказите укажуваат на промена на околината и зголемување на температурата за 8°, како и зголемување на нивото од <sub>2</sub> до 2000 честички на кубен метар (за споредба, концентрацијата на <sub>2</sub> пред индустриската револуција било 280 честички на кубен метар (ppm), додека во 2010 г. таа концентрација била 388, со што е повисока за 108 ppm. Исто така, постојат докази за зголемено ултравиолетово зрачење на површината на Земјата што довело до мутации на растенијата.
Исто така, имало драстично зголемување на изобилството на габи во тој период, веројатно поради истовременото зголемување на мртвите растенија и животни со кои габите се хранеле. Други веруваат дека зголемувањето на количеството на габи е повторлив феномен создаден од екосистемот по раното истребување на тријас, додека други ја критикувале таа теорија, меѓу другото и затоа затоа што тоа зголемување на печурките не било глобално, и на многу места не спаѓало во периодот на пермско-триаска граница. Некои алги се погрешно идентификувани како спори на габи.
Постои неизвесност во однос на времетраењето на целото истребување и времето и времетраењето на истребувањето на различни групи во рамките на поширокиот процес. Некои докази покажуваат дека имало неколку фази на истребување или дека целото истребување траело до неколку милиони години, а последните милион години во Перм биле најизразени. Неодамнешните истражувања покажуваат дека различни групи изумреле во различни времиња, на пример, изумирањето на остракодите и брахиоподите се одвоени меѓу 0,72 и 1,22 милиони години. Според некои фосилни остатоци, намалувањето на животинските видови било концентрирано во период помеѓу 10 и 60 илјади години, додека на растенијата им биле потребни неколку стотици илјади години за да го покажат целосниот ефект од таа катастрофа. Една постара теорија, која сè уште е поддржана од некои денес, вели дека имало две или три големи истребувања разделени со околу 5 милиони години, и дека последното истребување убило околу 80% од сите морски видови во тоа време, додека други загуби се случиле за време на првата фаза или во интервалот меѓу нив. На пример, сите до еден род од групата диноцефалија изумреле на крајот на Перм.
2 Модели на изумирање
Морски изумирања, Истребување на родовите, Белешки
Морски безрбетници
Фораминифери, 97%, Фусулинидите се исчезнати, но и пред катастрофата биле на работ на истребување
Радиоларија ( планктон ), 99%
Морски еж, корали, итн., 96%, Разни видови корали исчезнале
Морски мов, 79%
Школки светилки, 96%
Школки, 59%
Полжави, 98%
Амонити, 97%
Морски лилјани, 98%, Речиси сите од нив се изумрени
бластоиди ( ехинодерми ), 100%, Тие можеби изумреле дури и пред преминот од Перм во тријас
Трилобити, 100%, Слегување од Девон ; само два рода живееле пред истребување
Евриптериди („морски скорпии“), 100%, Тие можеби изумреле дури и пред преминот од Перм во тријас
Остракоди (мали ракови ), 59%
Риба
Акантоди, 100%, Со потекло од Девон, тие имале само едно живо семејство
2.1 Морски организми
Морските без'рбетници претрпеле најголеми загуби за време на Пермско-тријаското истребување. Според наодите во јужна Кина, 286 од 329 родови морски без'рбетници исчезнале во текот на последните две седиментни зони кои содржат пермски конодонти.
Статистичката анализа на морските загуби на крајот на Перм сугерира дека причината за падот на различноста е зголемувањето на истребувањето наместо намалувањето на појавата на нови видови. Истребувањето првенствено ги погодило организмите со скелети од калциум карбонат, особено оние кои се потпирале на Ниво <sub>2</sub> за да создадат скелети.
Стапката на истребување на морските организми била катастрофална. Преживеаните морски без'рбетници вклучуваат брахиоподи кои се намалиле во бројот по Пермско-тријаското изумирање, амонити и криноиди („морски скорпии“), кои за малку ќе исчезнале, но подоцна станале изобилни и разновидни.
Групите со највисоки стапки на преживување имале активна циркулаторна контрола, разработени механизми за размена на гасови и блага калцификација, организмите со тешка калцификација биле најтешко погодени. Амоноидите, кои биле во опаѓање 30 милиони години, од средината на Девон, претрпеле големо изумирање. Според некои теории, факторите во околината влијаеле на истребување на голем број од нив. Разновидноста и диспаритетот на амоноидите се намалиле сè до границата Пермско-тријаското истребување, изумирањето било неселективно, така што за време на тријас различноста повторно се зголемила, но диспаритетот останал низок.
2.2 Копнени безрбетници
Пермот имал голема биоразновидност на инсекти и други без'рбетници, меѓу нив и најголемите инсекти што некогаш постоеле. Ова истребување е единственото познато масовно истребување на инсекти, во кое изумреле осум или девет редови на инсекти додека десет од нив доживеале намалена разновидност. Палеодиктиоптероидите (инсекти со усти кои убодуваат и цицаат) почнале да се намалуваат во средината на Перм, а некои веруваат дека овие изумирање биле поврзани со промената на флората. Најголемиот пад се случил во доцниот перм и веројатно не бил директно предизвикан од флорална транзиција предизвикана од времето.
Повеќето фосили од инсекти пронајдени по изумирање на пермско-тријаското изумирање се значително различни од оние пред таа катастрофа. Палеозојските инсекти не биле откриени на местата по границата пермско-тријаското изумирање, со исклучок на членовите на монурани, палеодиктиоптероиди и изумреле на крајот на Перм. Во подоцнежните локалитети на тријас, фосилите во голема мера се состојат од модерни фосилни групи на инсекти.
2.3 Земјишни растенија
2.3.1 Одговор на растителниот екосистем
Геолошките локалитети на копнените растенија од тој период се ретки, а најмногу се засновани на истражување на полен и спори. Интересно, растенијата биле релативно имуни на тоа масовно истребување, во однос на нивото на семејството. Дури и намалувањето на разновидноста на видовите (околу 50%) може да се објасни со процесите на тафономијата. Сепак, се случило масовно преструктуирање на екосистемот, во кое богатството на растенијата и нивната распространетост драстично се променила.
Нивоата на тогашната доминантна растителна група се промениле, додека другите паднале во драстично опаѓање. Доминантните родови на гимносперми биле заменети со ликодиофити, кои повторно колонизирале големи области.
Големите шуми изумреле и биле заменети со помали, тревни растенија, паралелно со намалувањето на морската макрофауна. Закрепнувањето продолжило со прекини и дополнителни опаѓања; овие циклични промени се случувале рутински за време и по различни периоди на изумирање. Овие промени помеѓу дрвенестите и тревни растенија укажуваат на хроничен стрес на околината што довело до губење на голем дел од дрвенести растителни видови. Обновувањето на големите шуми траело околу 4-5 милиони години.
2.3.2 Недостаток на јаглен
 Различни видови и родови исчезнале за време на пермско-тријаското изумирање, вклучувајќи ги и „морските скорпии“ кои можеле да достигнат должина до 2,5 метри , Estemmenosuchus и Archeria crassidisca.
Наодите на јаглен од раниот тријас не се познати, а оние од средниот тријас се мали. Ова „отсуство на јаглен“ било во фокусот на различни дискусии. Една теорија тврдела дека нови, поагресивни видови на габи, инсекти и 'рбетници еволуирале и убиле големи количини на дрва. Самите овие разградувачи претрпеле големи загуби на видовите за време на истребувањето и се смета дека не се причина за недостигот на јаглерод. Може да биде дека сите растенија што формирале јаглен едноставно изумреле во тој период, и биле потребни неверојатни 10 милиони години додека новите растителни видови не се прилагодат на влажните и кисели тресети. Од друга страна, имало и неживи фактори, како што се намалувањето на дождовницата или зголемувањето на кластичните наслаги. Конечно, исто така е точно дека се откриени многу малку седименти од раниот тријас од каков било вид, така што можно е недостатокот на јаглен да е едноставно одраз на таквиот општ недостаток. Исто така, постоела можност екосистемот што произведува јаглен да одговорил на променливите услови со преселување во области каде што сè уште немаат наоди на седименти од раниот тријас. Интересно е да се забележи дека наоѓалиштата на јаглен во Австралија и Антарктикот значително исчезнуваат пред границата пермско-тријаското изумирање.
2.4 Копнени 'рбетници
Има доволно докази кои покажуваат дека над 2/3 од копнените водоземци од групата лавиринтодонти исчезнале, заедно со сауропсидите („влекачи“) и терапсидите („влекачи слични на цицачи“). Големите тревопасни животни исто така претрпеле големи загуби. Анапсидските влекачи се исчезнати, со исклучок на семејството. Пеликосаурусите изумреле пред крајот на Перм. Откриени се премалку фосили од пермиски диапсиди за да се поддржи каков било заклучок за ефектот на пермското изумирање на диапсидите (што довеле до појава на гуштери, змии, крокодили, диносауруси и птици). Дури и преживеаните групи претрпеле многу големи загуби, а некои групи на копнени 'рбетници речиси исчезнале на крајот на Перм. Некои групи не преживеле долго по овој период, додека други закрепнале и станале разновидни и широко распространети.
2.5 Можни објаснувања за шаблоните
Најранливите морски организми биле оние кои имале тврди делови направени од варовник (на пр. калциум карбонат ) и имале ниски метаболички стапки и слаб респираторен систем - особено сунѓери и корали; околу 81% од сите родови се изумрени. Блиски роднини без тврди варовнички делови, како на пример морски ежови, оние од кои еволуирале новите корали. Животните со добро развиени метаболички стапки, респираторни системи и тврди делови без варовник доживеале занемарливи загуби - освен конодонтите, каде што 33% од родовите изумреле.
Овој модел е во согласност со ефектите на хипоксија, недостаток, но не и целосно отсуство на кислород. Сепак, тоа не може да биде единствената причина за страдањето на морските организми. Речиси сите води на континенталниот појас мора да станале екстремно хипоксични за да се должи на вакво големо изумирање. Моделите на доцниот перм и раниот тријас покажуваат значителен, но не и долготраен пад на нивото на кислород. Сепак, според некои модели, падот на нивото на кислород не се совпаѓа сосема со изумирањето на видовите во тоа време.
Набљудуваниот модел на изумирање на морето, исто така, се совпаѓа со големото зголемување на јаглерод диоксидот CO<sub>2</sub>, што можело да доведе до намалување концентрацијата на карбонати во водата со нивно „поместување“, дополнително зголемувајќи ја тешкотијата за формирање на тврди карбонатни честички. Морските организми се почувствителни на промена на ниво <sub>2</sub> од копнените организми поради различни причини. Јаглерод диоксидот е 28 пати повеќе растворлив во вода отколку во воздух. Морските животни генерално функционираат со пониски нивоа <sub>CO2</sub> во нивните тела отколку копнените, бидејќи отстранувањето на <sub>CO2</sub> кај животните е попречено од потребата за гас да помине низ мембраните на респираторниот систем (бели дробови, душникот, итн.). Кај морските организми, скромното, но долготрајно зголемување на CO<sub>2</sub> ја попречува синтезата на протеините, ја намалува стапката на плодност и создава деформации во деловите на телото од тврдиот варовник. Зголемувањето на <sub>CO2</sub> ја зголемува и киселоста на океаните.
Тешко е детално да се анализира стапката на преживување на копнените организми поради недостаток на фосили. Инсектите од тријас се разликуваат од оние на Перм, но има недостаток на фосили од инсекти кои опфаќаат 15 милиони години од доцниот Перм до раниот тријас. Најдобрите локации се во Јужна Африка. Сепак, анализите на локалитетите на речните фосили укажуваат на промена од обрасци на меандрирање кон обрасци на плетени реки, што укажува на ненадејно посува клима. Климатските промени траеле околу 100.000 години.
3 Споредба со сегашното глобално затоплување
Пермско-тријаското изумирање е споредено со тековната антропогена ситуација на глобалното затоплување и изумирањето на холоценот поради споделувањето на заедничката карактеристика на брзите стапки на ослободување на јаглерод диоксид. Иако сегашната стапка на емисии на стакленички гасови е поголема од стапката измерена во текот на Пермско-тријаското изумирање, испуштањето на стакленички гасови за време на Пермско-тријаското истребување е слабо ограничено геохронолошки и најверојатно било пулсирано и ограничено на неколку клучни, кратки интервали, наместо постојано да се случуваат со константна брзина за целиот интервал на изумирање. Стапката на ослободување на јаглерод во овие интервали веројатно е слична по тајмингот со современите антропогени емисии. Како што тоа го правеле за време на Пермско-тријаското изумирање, океаните во денешно време доживуваат падови на водороден показател и на нивоата на кислород, што поттикнува дополнителни споредби помеѓу современите антропогени еколошки услови за пермско-тријаското изумирање. Се предвидува дека ќе се случи уште еден настан на биокалцификација, сличен по неговите ефекти врз современите морски екосистеми, доколку нивото на јаглерод диоксид продолжи да расте. Сличностите помеѓу двата настани на изумирање довело до предупредувања од геолозите за итната потреба за намалување на емисиите на јаглерод диоксид доколку треба да се спречи настан сличен на PTME.
4 Поврзано
*** (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.
* (editor), ''Permo–Triassic Events in the Eastern Tethys : Stratigraphy Classification and Relations with the Western Tethys'' (in series World and Regional Geology)