Därför dog livet nästan ut

Perm-trias-utdöendet för 252 miljoner år sedan är det största som någonsin drabbat jorden och raderade ut 96 procent av allt marint liv. Det tog fem miljoner år för livet på planeten att återhämta sig, men då var de flesta livsformer för alltid borta.
Vad som orsakade denna apokalyps har länge varit ett mysterium. Det är ett enormt pussel forskarna försöker lägga, och även om det är långt ifrån klart så hittar de alltfler detaljer.

Enligt de dateringar som gjorts började utdöendet för 252 miljoner år sedan och pågick mellan 60 000 och 200 000 år enligt olika beräkningar. Vad som orsakade katastrofen är omtvistat och allt annat än klarlagt.

En teori som framförts är att det, som vid dino­sauriernas undergång, var en väldig asteroid som träffade jorden. En annan teori är att det var följderna av parallella utbrott i två supervulkaner, den ena i nuvarande Kina, den andra i Sibirien, som nära nog raderade ut allt liv på planeten. En gammablixt som träffade jorden är en tredje teori, och extrema klimatförändringar en fjärde. När det gäller havet har det ofta spekulerats om att giftiga sulfider var boven.

Det man vet är i alla fall att omkring 96 procent av allt marint liv och ungefär 70 procent av de landlevande djuren strök med. Inte ens ­insekterna, som annars har god förmåga att härda ut extrema förhållanden, klarade sig undan. Omkring 83 ­procent av dessa dog.

Vad än grundorsaken var, så är det troligt att utdöendet berodde på att stoft och gaser stängde ute solljuset och bland annat fick fotosyntesen att mer eller mindre kollapsa. Det kan ha berott på supervulkaner som släppte ut enorma mängder stoft och koldioxid, vilket hindrade solljuset från att nå jordytan men också lite paradoxalt medförde en extrem global uppvärmning. Stora mängder metan släpptes lös från marken när permafrost smälte och från havet när vattnet blev varmare. Eftersom metan är en mycket potent växthusgas förvärrades situationen ytterligare. Det är ett möjligt­, men inte helt fastställt scenario, som de flesta forskare lutar åt.

Jättelika vulkanutbrott kan sprida enorma mängder partiklar i atmosfären, vilket blockerar de våglängder av solstrålning som växter vill ha. Även stora mängder koldioxid kan släppas lösa och på sikt öka växthus­effekten. Bild: SPL

Jättelika vulkanutbrott kan sprida enorma mängder partiklar i atmosfären, vilket blockerar de våglängder av solstrålning som växter vill ha. Även stora mängder koldioxid kan släppas lösa och på sikt öka växthus­effekten. Bild: SPL

Svårt att bevisa

Det är svårt att fastställa händelseförloppet med geologiska bevis då stora delar av det som var planetens yta vid denna tid antingen hamnat långt under jord eller förstörts av de tektoniska plattornas rörelser. Men med hjälp av analyser av berg, klippblock och mineraler i Omans öknar på den östra delen av Arabiska halvön har forskarna ­funnit belägg för att syrehalten i haven sjönk till en sådan låg nivå att återhämtningsprocessen ­sträcktes ut till hela fem miljoner år. Vid andra tillfällen då massdöd drabbat jorden har återhämtningen varit betydligt kortare och nya arter utvecklats för att relativt snabbt fylla nischerna efter dem som dött ut. Men denna gång tog det alltså mycket längre tid – och ett mönster för varför det var så börjar långsamt träda fram.

I en ny studie byggd på ett samarbete mellan universiteten i Edinburgh och Leeds framkommer det att havsvattnet som formade klipporna och bergen i den omanska öknen var fattigt på syre men rikt på järn.

Tidigare har det ofta antagits att det var giftiga sulfider som slog ut det marina livet. Men de nya rönen, första gången publicerade i Nature Communications sommaren 2016, visar att så inte nödvändigtvis var fallet utan att syrehalten kan ha varit boven. Den höga järnhalten är ett tecken på omfattande erosion, vilket i sin tur är ett tecken på extrema nederbördsmängder.

Kortfattat tänker sig forskarna ett scenario där atmosfären fylldes av stoft och gaser som hindrade de för fotosyntesen nödvändiga våglängderna av solljuset att nå jorden. Växtligheten minskade kraftigt och därmed blev marken mer känslig för erosion. Samtidigt ökade regnmängden, och stora mängder jord och grus spolades ut i havet. I och med detta ökade järnkoncentrationen i vattnet, men även stora mängder fosfor och kväve följde med när landmassornas ytskikt hamnade i havet. Och det ökade algblomningen dramatiskt, vilket minskade syrehalten i vattnet katastrofalt.

Frånvaro av syre avgörande

Resultatet blev den marina delen av perm-trias-utdöendet. Tidigare forskning ger vid handen att processen kan ha varit över på bara 60 000 år, ett ögonblick med geologiska mått. I klippformationer utanför staden Meishan i kinesiska provinsen Sichuan går en tydlig geologisk skiljelinje mellan perm och trias med fossil av livsformer på båda sidor. Med hjälp av uran- och blyisotoper kunde mineralerna dateras och analyseras. Forskarna upptäckte bland annat en kraftigt höjd kolhalt i den dåvarande oceanen Panthalassa, 10 000 år före massutdöendet. Det tyder på ett mycket stort tillskott av koldioxid i atmosfären, vilket måste ha påverkat klimatet på ett katastrofalt sätt.

Den aktuella studien inriktar sig främst på vad som hände med havet, och det viktigaste den visar är att syrehalten där föll som en sten. Eftersom fritt syre produceras genom fotosyntes, främst av växter, så är det lätt att dra slutsatsen att växterna var den första länken i kedjan när livet började dö ut.

Efter perm-trias-utdöendet var jorden en ödslig plats. Det tog fem miljoner år för livet att återhämta sig. Bild: SPL

Efter perm-trias-utdöendet var jorden en ödslig plats. Det tog fem miljoner år för livet att återhämta sig. Bild: SPL

Däggdjurens förfäder överlevde

Det var nära att allt liv på jorden tog slut. Och återhämtningen efter katastrofens 60 000 år tog som nämnts oerhört lång tid. Växter och djur hade dött i en ohyggligt stor omfattning. Över­levarna var i första hand däggdjurens förfäder ­therapsiderna, en grupp av ryggradsdjur med mer än 1 000 kända arter i över 400 släkten. Mest forskning har bedrivits kring släktet Lystrosaurus, som efter massutdöendet var klart dominerande sett till antalet. Detta däggdjursliknande kräldjur utvecklade en stor förmåga till anpassning och kom att dominera ekosystemen under de fem miljoner år som återhämtningen varade. Bland annat minskades dess kroppsvikt och dess livsspann. Att djuren inte blev lika gamla tyder på att de fortplantade sig fortare, och med fler generationer under en tidsperiod kunde de förändras snabbare – vilket är en viktig anpassning.

Fossil från dels tiden före massutdöendet, dels tiden efter katastrofen visar att Lystrosaurus, som varit en bjässe på ett par hundra kilo och levt i snitt ett femtontal år, nu bara vägde ett fåtal kilo och bara levde i omkring fem år. Denna vinnare kunde även fortplanta sig mycket tidigt och dessa evolutionära anpassningar anses ha bidragit till artens framgångar – precis som mer sentida arter på liknande sätt har anpassat sig till exempelvis förändrade klimatförhållanden.

Therapsiderna överlevde – till en del – massutdöendet, som markerade övergången från perm till trias. Men flertalet övriga arter gjorde det inte.

Att tillgången på syre spelade en avgörande roll tycks alltmera klart. Endast på grunt vatten fanns under kortare perioder tillräckligt med syre för att upprätthålla livet. Och medan återhämtningen under årmiljonerna långsamt fortskred var det just de områden där syre åter blivit tillgängligt som först och snabbast återkoloniserades av de marina organismerna. 

Fakta: 
Vulkanutbrott kan ha triggat
Sibiriska trapporna kallas ett jättelikt område som är täckt av vulkaniskt material från ett superutbrott för omkring 250 miljoner år sedan. Ungefär vid samma tidpunkt pågick ett liknande utbrott i Kina, och den sammanlagda effekten bör ha haft stor inverkan på jordens klimat.

Sibiriska trapporna kallas ett jättelikt område som är täckt av vulkaniskt material från ett superutbrott för omkring 250 miljoner år sedan. Ungefär vid samma tidpunkt pågick ett liknande utbrott i Kina, och den sammanlagda effekten bör ha haft stor inverkan på jordens klimat.

Väldiga vulkanutbrott är en möjlig bakomliggande orsak till det stora mass­utdöendet för 252 miljoner år sedan. Två supervulkaner, en i nuvarande Sibirien och en i Kina, kan ha fått utbrott ungefär samtidigt.

I centrala Sibirien finns de så kallade Sibiriska trapporna, ett ungefär två miljoner kvadratkilometer stort område täckt av vulkanisk basalt som bildades för drygt 250 miljoner år sedan. Tidpunkten stämmer väl överens med den för arterna så ödesdigra katastrofen. Supervulkanens utbrott skedde i omgångar under uppemot en miljon år och den totala volymen på den magma och det pyroklastiska material som vällde ut har beräknats till mellan en och fyra miljoner kubikkilometer – vilket kan jämföras med ­Yellowstones supervulkan för två miljoner år sedan med 2 500 kubik­kilometer, Tobautbrottet i Indonesien för 75 000 år sedan – som vissa forskare menar nära nog raderade ut Homo sapiens – med 2 800 kubik­kilometer och indonesiska Tamborautbrottet 1815 med mellan 100 och 150 kubikkilometer.

Vid supervulkanernas utbrott frigjordes enorma mängder koldioxid, vilket medförde en dramatisk global uppvärmning som i sin tur åstadkom en lika dramatisk sänkning av syrehalten i hav och atmosfär. Havets uppvärmning frigjorde dessutom stora mängder metan, som förvärrade processen och medeltemperaturen kan ha höjts med hela tio grader Celsius. 

Massutdöenden
Lystrosaurus var en däggdjursliknande reptil som klarade massutdöendet förhållandevis bra. Bild: SPL

Lystrosaurus var en däggdjursliknande reptil som klarade massutdöendet förhållandevis bra. Bild: SPL

Man känner till fem stora massutdöenden i jordens historia, men det är inte orimligt att det finns okända händelser längre tillbaka. Ju längre tillbaka de inträffade, desto svårare är det att ta reda på orsakerna. Det som dödade dinosaurierna under det senaste massutdöendet var sannolikt följderna av ett asteroidnedslag, och där har man också hittat platsen – en jättelik krater utanför Mexiko. Någon krater som skulle förklara massutdöendet för 252 miljoner år sedan har inte hittats, men det är så långt tillbaka att spåren efter ett asteroidnedslag har utplånats.

Chansen är störst att en asteroid slår ner i havet, och några så gamla havsbottnar finns inte.

Material från
Allt om Vetenskap nr 10 - 2016

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter