הכחדת המינים הגדולה ביותר אי פעם התרחשה לפני 252 מיליון שנה. מחקר חדש מחזק את ההשערה לפיה הגורם המרכזי הוא הפחמן הדו-חמצני שנפלט בעקבות שריפת פחם ודלקים תוך כדי התפרצויות געשיות

עולמנו חווה בעברו כמה כמה אירועי הכחדה ששינו באופן ניכר את החיים בו. הרחק בעבר, כשכל היבשות המוכרות לנו כיום עוד היו מחוברות ליבשת-העל הענקית פנגיאה, התרחש אירוע ההכחדה הגדול ביותר בהיסטוריה, המכונה הכחדת פרם-טריאס. באירוע, שהתרחש לפני 252 מיליון שנה, נכחדו יותר מ-90 אחוז מחסרי החוליות ובעלי החיים הימיים וכ-70 אחוז מבעלי החוליות היבשתיים. האובדן העצום של המגוון הביולוגי העניק למאורע את  הכינוי "המוות הגדול". אחריו, נדרשו למערכת הביולוגית בכדור הארץ כעשרה מיליוני שנים להשתקם מחדש.

מפה של היבשת הקדומה ומיקומי היבשות הנוכחיות עליה| Shutterstock, Nasky
לפני 252 מיליון שנה, כל היבשות המוכרות לנו כיום עוד היו מחוברות ליבשת-העל הענקית פנגיאה. מפה של היבשת הקדומה ומיקומי היבשות הנוכחיות עליה| Shutterstock, Nasky

מחקרים רבים ניסו לפענח מה גרם להכחדת המינים הנרחבת הזאת, בין השאר למקרה שסכנה דומה מאיימת גם עלינו. ההשערות המרכזיות דיברו על פגיעת מטאוריט כבד בכדור הארץ, התפרצויות געשיות רחבות היקף בכמה אזורים בעולם, שינוי דרמטי באקלים העולמי או שחרור מהיר ונרחב של גזי חממה. ייתכן גם שההכחדה נבעה מסיבה אחרת, או משילוב של כמה גורמים.

השערת ההתפרצות הגעשית מבוססת על קיומם של סלעי בזלת געשיים בסין ובסיביר שמתוארכים פחות או יותר לאותה התקופה. הכמות העצומה של הבזלת, שמכסה שטח השקול למחצית משטחה של ארצות הברית, אכן מעידה על התפרצויות ענק, אך מדענים סבורים שהתפרצות געשית לבדה לא תגרום להכחדה כל כך נרחבת של מינים.

החשד העיקרי הופנה לפיכך אל שכבות הפחם ודלקי המחצבים האחרים שאדמת סיביר עשירה בהם במיוחד. לפי ההשערה, הלבה הרותחת שהתפרצה החוצה ממעמקי האדמה הציתה אותם, וגרמה לשריפות ממושכות בטמפרטורה של יותר מאלף  מעלות צלזיוס. שריפת הדלק העצומה הזאת פלטה לאטמוספרה כמות גבוהה במיוחד של פחמן דו-חמצני ושל גזי חממה נוספים, כמו מתאן וגופרית דו-חמצנית. כך היה עשוי להיווצר אפקט שרשרת רחב היקף ששינה ללא היכר את החיים על פני כדור הארץ.

תמונת לווין של אזור עשיר בבזלת בסיביר | NASA, Science Photo Library
השערת ההתפרצות הגעשית מבוססת על קיומם של סלעי בזלת געשיים בסין ובסיביר שמתוארכים פחות או יותר לאותה התקופה. תמונת לווין של אזור עשיר בבזלת בסיביר | NASA, Science Photo Library

מתקרבים לפתרון התעלומה

כדי למצוא תימוכין להשערה, פנו חלק מהחוקרים אל הים. כמו כל היצורים החיים, גם יצורים ימיים מחליפים עם סביבתם חומרים רבים, שמורכבים בין השאר מהיסודות פחמן, חמצן ובורון. התהליך הזה מושפע מאוד מרמת החומציות של המים ומהטמפרטורה שלהם, כך שבדיקת הכמות היחסית של היסודות הללו במאובנים יכולה לרמוז על שינוי בתנאי המחייה של היצור ועל חומציות המים שבהם הוא חי.

ואכן, כשמדענים מקנדה ומאירופה בחנו את כמות החמצן, הפחמן והבורון במאובני קונכיות של ברכיופודים – יצורים ימיים נפוצים בעלי שריון – ממצאיהם תמכו בהשערה של  אפקט שרשרת קטלני, שנבע לדעתם מההתפרצויות הגעשיות. המדענים מצאו כי הרכב אטומי הבורון במאובני הברכיופודים תאם למה שאפשר היה לצפות בתנאים של חומציות גבוהה. בנוסף הם בחנו את כמות הפחמן במאובנים והעריכו באמצעות מודל חישובי כי רמת הפחמן הדו-חמצני באוויר בתקופה שבה המאובנים נוצרו הייתה גבוהה מספיק כדי ליצור אפקט חממה שיעלה את הטמפרטורה על פני כדור הארץ בכעשר מעלות צלזיוס.  

החוקרים מניחים לפיכך שהפליטה האדירה של גזי החממה, ובמיוחד של פחמן דו-חמצני, הביאה תוך זמן קצר יחסית להתחממות של עשר מעלות צלזיוס בטמפרטורה על פני כדור הארץ – שינוי אקלים משמעותי וקיצוני. ההתחממות הובילה להמסה נרחבת של פחמן דו-חמצני במי האוקיינוסים ולבריחה משמעותית של חמצן מהם. זו הייתה אבן הדומינו הקטלנית השנייה בתהליך.

כשפחמן דו-חמצני מתמוסס במים נוצרת חומצה פחמתית, ולכן חומציות המים באוקיינוסים עלתה לרמה חריגה. מים חומציים ממיסים שריונות וקונכיות של בעלי חיים זעירים, ומשפיעים משמעותית גם על האופן שבו בעלי חיים וצמחים ימיים ניזונים – ולכן תזונתם נפגעה. כך קרסה שרשרת המזון כולה ומינים נכחדו בהמוניהם.

מובילת המחקר, האנה יוריקובה (Jurikova), אמרה שבעלי חיים רבים היו עומדים בהצלחה בשינויי טמפרטורה בלבד או בהשלכות הישירות של ההתפרצות הגעשית. אולם כשנלוו לכך גם סביבה חומצית ודלה בחמצן ופגיעה במקורות המזון, נראה שעבור רבים מהם היה זה קרב אבוד מראש.

ספקטרומטר מסה ומכשירים נוספים מהמעבדה בגרמניה שבחנה את המאובנים | תמונה: Frédéric Coffignal
החוקרים בחנו את כמות החמצן, הפחמן והבורון במאובני קונכיות של ברכיופודים מאותה תקופה. ספקטרומטר מסה ומכשירים נוספים מהמעבדה בגרמניה שבחנה את המאובנים | תמונה: Frédéric Coffignal

האם אנחנו צריכים לפחד?

המחקר מעלה שאלות חשובות לגבי אחד הנושאים החשובים בשיח המדעי בעשורים האחרונים – ההתמודדות של האנושות עם משבר האקלים. אומנם כמות הפחמן הדו-חמצני שנפלטת עקב פעילות בני האדם ושריפת דלקי מחצבים מאז תחילת המהפכה התעשייתית לא מתקרבת כלל, בינתיים, לזו שנפלטה לאורך המוות הגדול, אבל הפער עשוי להיסגר, שכן קצב הפליטה השנתי של פחמן דו-חמצני גבוה כיום פי 14 מהקצב המקביל במהלך הכחדת פרם-טריאס.

אנו מתחילים גם להבחין ברחבי העולם בתופעות דומות אלה שאפיינו את תקופת המוות הגדול, כגון בריחת חמצן מהמים, עלייה הדרגתית בחומציות המים והמסת שריונות של בעלי חיים, וכמובן עלייה בטמפרטורה על פני כדור הארץ. כך שאף על פי שבטווח הקרוב אין לנו סיבה לחשוש משינויים דרמטיים כמו אלה שהתרחשו לפני 252 מיליון שנה, חשוב לזכור שמדובר באירוע מתפתח, ושאנו רואים כבר עכשיו הכחדה של מיני חי וצומח. התהליכים האלה יכולים לשנות את העולם המוכר לנו באופן ניכר ומשמעותי, ולא לטובה.

 

7 תגובות

  • יובב

    הבריאה: פרודות של רצון לקבל

    ואיזה שינוי צורה נצטרך אנו לבצע על מנת שנישאר בהכחדה הבאה?

  • ירדן דניאל

    ככל הנראה אין דרך להיאבק בטבע

    ככל הנראה אין דרך להיאבק בטבע, והוא זה שקבע בעבר את גורל ההכחדות, כמו גם כאלו (בתקווה שלא) שייתרחשו בעתיד. אנחנו כן יכולים ללמוד רבות על השפעת פליטת הפחמן הדו חמצני על מאזנים שונים שקורים בסביבה שלנו, ולנסות למזער אותם או למנוע אותם, בתקווה לשמר כמה שיותר את המאזן האקולוגי, ולמנוע אסונות שרשרת בטווח הרחוק.

  • אנונימי

    וזה מה שאני אוהב באתר הזה,

    וזה מה שאני אוהב באתר הזה, שיח נורמלי בין אנשים בכל הקשור למדע

  • אנונימי

    מרתק

    מרתק, אם כי יש בוודאי עוד סיבות להכחדה, למשל התעמעמות האור כתוצאה מפגיעת מטאור שמיוחס להעלמות הדינוזאורים

  • ירדן

    הרבה הרבה לפני...

    המוות הגדול מתוארך הרבה הרבה לפני תקופת הדינוזאורים,ולא די בכך... יכול להיות שרק בזכותו הם בכלל זכו להגיע אל העולם. שהרי אירועי הכחדה גדולים בהיסטוריה, הם הגורם המניע לשגשוג מינים חדש... מעין מעגל כזה של הרס והתחדשות שתלויים זה בזה במחול נצחי...

  • דר' יובל סמיד

    מעניין איזה מקדם הכפלה הם לקחו כדי להגיע לעליה של 10 מעלות.

    המודלים הקיימים היום להשפעת גזי חממה כל פעם מעדכנים כלפי מטה את מקדם ההכפלה של פד"ח (בכמה מעלות נתחמם עבור כל הכפלה בריכוז הפד"ח). זאת מכיוון שלאורך 30 שנה ריכוז הפד"ח עולה כצפוי אך עליית הטמפרטורה הרבה יותר נמוכה מהתחזית של המודלים. לכן מעניין לפי איזה מקדם הם הגיעו למסקנה שהטמפרטורה עלתה בעשר מעלות. ומעניין על אילו ריכוזי פד"ח הם מדברים. כשאני קורא את הכתבה זה שנשמע שהחוקרים קודם סמנו מטרה ואז נעצו את החץ.

  • ירדן דניאל

    הפחמן הדו-חמצני

    היי יובל,
    המודל מבוסס על ממצאים פלאונטולוגיים, ועל בסיס כמות הפחמן (מסוג איזוטופ 13) ביצורים חיים מתקופות שונות לאורך המוות הגדול. על בסיס כמות משתנה של איזוטופ זה במאובני היצורים החיים, ניתן היה להסיק על תעוקה משמעותית לחי באותה התקופה. כלומר, אין כאן מטרה ואין כאן חיצים, אלא פרשנות מדעית של ממצאים לפי מודל ממוחשב :) הריכוזים המוצגים במאמר הם בסביבות 4400 ppm בשיא התקופה, וריכוז יציב של לפחות 1500 ppm לאורכה… (לעומת 400 ppm המאפיינים את האוויר כיום…)