지구의 가장 큰 멸종 뒤에 기후 변화가 있음을 어떻게 알 수 있습니까?

지구의 가장 큰 멸종 뒤에 기후 변화가 있음을 어떻게 알 수 있습니까?

새로운 동물 연구 결과에 따르면 동물들을 숨쉴 수없는 지구 온난화가 해양에서 페름기의 대량 살상을 일으켰다.

기온이 상승하고 해양 동물의 신진 대사가 가속화되면서 더 온난 한 물은 생존하기에 충분한 산소를 보유하지 못했다고 연구진은보고했다.

지구 역사상 가장 큰 멸종은 백만 년 전에 페름기 기간이 끝났음을 나타냅니다. 공룡이 오기 훨씬 전에 시베리아에서 일련의 거대한 화산 폭발이 일어 났고, 우리 행성에 살고있는 식물과 동물을 대부분 없애 버렸습니다.

삽화가는 페름기 말기, 모델 (검은 선) 및 화석 기록 (파란 점)에서 위도별로 멸종 한 해양 동물의 비율을 보여줍니다. 열대 지방에서는 극지방보다 해양 동물의 비율이 더 높았다. 물의 색은 온도 변화를 나타내며 빨간색은 가장 심한 온난화이고 노란색은 덜 온난합니다.

지구의 가장 큰 멸종 뒤에 기후 변화가 있음을 어떻게 알 수 있습니까?맨 위에는 초 대륙의 판게아 (Pangea)가 있으며, 이산화탄소를 방출하는 거대한 화산 분화가 있습니다. 선 아래의 이미지는 이벤트 기간 동안 사망 한 해양 생물의 96 퍼센트를 나타냅니다. [Ernst Haeckel / Wikimedia의 화석 그림 포함; Wendy Kaveney / Flickr의 푸른 게 사진; Hans-Petter Fjeld / Wikimedia의 대서양 대구 사진; Chambered nautilus photo by John White / CalPhotos. (고대 저명한 해저 암석의 화석은 번성하고 다양한 해양 생태계를 보여 주며, 그 다음에 시체가 발견된다. "Great Dying"기간 동안 일부 96 종의 해양 생물이 멸종했습니다. 그 뒤를 수백만 년이 지나면 다시 번식하고 다각화해야했습니다.

지금까지 토론 된 바에 따르면 물, 금속 및 황화물 중독의 높은 산성도, 산소의 완전한 결핍 또는 단순히 높은 기온 등 대양을 삶에 무서운 것으로 만들었던 것이 바로 지금까지 논의 된 바 있습니다.

'도망 간다'

"화석 기록으로 직접 테스트 할 수있는 멸종의 원인에 대해 기계적 예측을 한 것은 이번이 처음입니다. 그러면 화석 기록으로 향후 멸종의 원인에 대한 예측을 내릴 수 있습니다."라고 공동 저술가 인 저스틴 펜 (Justin Penn) 워싱턴 대학에서 해양학 박사 과정 학생.


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연구원은 땅의 질량이 판게아의 초 대륙에서 결합되었을 때, 페름기 동안 지구의 구성과 함께 기후 모델을 달렸다. 시베리아에서 진행중인 화산 폭발로 온실 가스가 생성되기 전에 해양은 현재와 비슷한 기온과 산소 수준을 가지고있었습니다. 그 후 연구원들은이 모델에서 온실 가스를 지표에서 열대성 해양 온도를 10 섭씨 (20 화씨) 이상으로 높이는 데 필요한 수준까지 끌어 올려 그 당시의 조건을 일치시켰다.

이 모델은 결과적으로 바다의 극적인 변화를 재생산합니다. 대양은 산소의 80 퍼센트를 잃었습니다. 해양 심층수의 절반 정도는 주로 깊은 곳에서 완전히 무산소 상태가되었습니다.

해양 종에 미치는 영향을 분석하기 위해 연구원은 61 현대 해양 생물 (갑각류, 어류, 조개류, 산호 및 상어 포함)의 다양한 산소 및 온도 민감성을 발표 된 실험실 측정을 사용하여 고려했습니다. 고온 및 저 산소에 대한 현대 동물의 내성은 유사한 환경 조건에서 진화했기 때문에 페름기 동물과 비슷할 것으로 예상됩니다. 연구진은 종의 특성을 고등 원형 시뮬레이션과 결합하여 멸종의 지형을 예측했다.

"해양 생물이 살고있는 동일한 서식지에 머물러있는 동물은 거의 없었습니다. 그것은 도망 쳤거나 멸망했습니다."라고 공동 저자 인 Curtis Deutsch는 말합니다.

이 모델은 열대 지방에서 멀리 떨어진 산소에 가장 민감한 유기체가 가장 타격을 입음을 보여줍니다. 열대 지방에서 살았던 많은 종들도이 모델에서 멸종되었지만, 고위도 종, 특히 고 산소 요구량을 가진 종들은 거의 완전히 멸종되었다고 예측합니다.

이중으로 치명적인

이 예측을 테스트하기 위해 스탠포드 대학의 조나단 페인 (Jonathan Payne)과 에릭 스펠링 (Erik Sperling)의 공동 연구자는 출판 된 화석 컬렉션의 가상 아카이브 인 고고 바다학 데이터베이스 (Paleoceanography Database)의 후기 페름기 화석 분포를 분석했다. 화석 기록은 종들이 멸종되기 전의 위치를 ​​보여주는데, 완전히 종아리 나 전 서식지의 일부분으로 멸종되었다.

화석 기록에 따르면 적도에서 멀리 떨어져있는 종들이 그 사건 동안 가장 고통을 겪고 있음이 확인되었다.

"살인 메커니즘, 기후 온난화 및 산소 손실의 특징은 모델에 의해 예측되고 화석에서 발견되는 지형 패턴입니다."라고 펜은 말합니다. "두 나라 사이의 합의는 기후 온난화와 산소 손실의 메커니즘이 멸종의 주요 원인이라고 지적했다."

이 연구는 바다 동물이 따뜻함에 따라 해양 동물의 신진 대사 속도가 빨라짐에 따라 더 많은 산소를 필요로 함과 동시에 더 따뜻한 물을 덜 필요로 함을 보여주는 이전 연구 결과를 바탕으로합니다. 그 이전의 연구는 열대성 해양이 열대 지방에서 동물을 어떻게 멀리 밀어 내는지 보여줍니다.

새로운 연구는 변화하는 해양 조건과 다양한 온도에서의 다양한 동물의 대사 요구를 결합합니다. 결과는 산소 결핍의 가장 심각한 영향이 극 근처에 사는 종에 대한 것임을 보여줍니다.

"열대 유기체의 신진 대사가 비교적 따뜻하고 산소가 적은 환경에 이미 적응했기 때문에 열대 지방에서 멀어져 다른 곳에서도 같은 조건을 찾을 수있었습니다."라고 Deutsch는 말합니다. "그러나 유기체가 추위가 있고 산소가 풍부한 환경에 적용된다면 그 조건은 얕은 바다에 존재하지 않게된다."

산소가 전혀없는 소위 "데드 존 (dead zone)"은 대부분 종의 생존 깊이보다 낮았고 생존율에서 더 작은 역할을했다.

Deutsch는 "결국 죽은 지역의 크기가 멸종의 핵심 요소가 아닌 것으로 나타났습니다. "우리는 산소가 완전히 부족한 무산소 상태에 대해 생각합니다. 당신이 건강하지 못한 상태에 이르도록해야합니다. 그러나 낮은 산소에 대한 내성을 살펴보면 대부분의 생물은 무산소에 가까운 산소가없는 해수에서 제외 될 수 있습니다. "

오늘과 비슷하다.

불충분 한 산소로 이어지는 온난화는 해양 다양성 손실의 절반 이상을 설명합니다. 저자들은 산성화 또는 광합성 생물의 생산성 변화와 같은 다른 변화가 추가적인 원인으로 작용할 가능성이 있다고 말한다.

지구상에서 더 따뜻한 기온을 만드는 분위기의 페름기 이후에 증가하는 온실 가스의 상황은 오늘날과 유사합니다.

"보통의 사업과 같이 보통의 배출 시나리오에서 2100에 의한 상층 해양의 온난화는 후기 페름기에서 20 %의 온난화에 근접 할 것이고 2300 년까지 35와 50 % 사이에 도달 할 것입니다."라고 Penn은 말합니다.

"이 연구는 인위적 기후 변화 하에서 유사한 메커니즘으로 인해 대량 멸종 가능성을 강조하고있다."

이 연구는 과학. Gordon과 Betty Moore Foundation과 National Science Foundation이 연구 자금을 지원했습니다.

출처: 워싱턴 대학

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