Dünya 250 Million Yıl Önce Bir Sera Haline Geldi ve Nedenini Sonunda Biliyoruz
Yaklaşık 252 milyon yıl önce, Dünya'daki neredeyse tüm yaşam yok oldu.

Perm-Triyas kitlesel yok oluşu veya Büyük Ölüm olarak bilinen bu olay, gezegenimizin 539 milyon yıllık tarihinde tanınan beş kitlesel yok oluş olayının en felaket olanıydı.

Deniz türlerinin %94'ü ve karasal omurgalı ailelerinin %70'i yok oldu. Bugün olduğu gibi gezegenin sıcaklığını düzenlemeye yardımcı olan önemli karbon yutakları olarak işlev gören tropikal ormanlar da büyük ölçüde azaldı.

Bilim insanları, bu olayın gezegenin yoğun ve hızlı bir şekilde ısınmasına neden olan sera gazlarındaki ani artış tarafından tetiklendiği konusunda uzun süredir hemfikir. Ancak, bu aşırı sıcak koşulların milyonlarca yıl boyunca neden devam ettiği hala bir gizem olarak kalmıştır.

Bugün Nature Communications'da yayınlanan yeni makalemiz bu soruya bir cevap sunuyor. Tropikal ormanların azalması, Dünya'yı bir seraya dönüştürdü ve bilim insanlarının, gezegenimizin iklimi belirli “dönüm noktaları”nı aştığında, gerçekten felaket niteliğinde bir ekolojik çöküşün yaşanabileceği yönündeki şüphelerini doğruladı.

 

Büyük Çaplı Bir Patlama

Permiyen-Triyas kitlesel yok oluş olayının tetikleyicisi, günümüz Sibirya'sında Siberian Traps olarak adlandırılan büyük miktarda erimiş kayanın patlamasıydı. Bu erimiş kaya, organik madde açısından zengin bir tortul havzada patladı.

Erimiş kaya, çevredeki kayaları eritecek ve 50.000 yıl gibi kısa bir sürede, ancak muhtemelen 500.000 yıl kadar uzun bir sürede Dünya'nın atmosferine büyük miktarda karbondioksit salacak kadar sıcaktı.

Dünya atmosferindeki karbondioksitin bu hızlı artışı ve bunun sonucunda ortaya çıkan sıcaklık artışı, o dönemde yaşamın büyük bir kısmının yok olmasının başlıca nedeni olarak düşünülmektedir.

Karada yüzey sıcaklıklarının 6°C ila 10°C kadar arttığı düşünülmektedir – bu, birçok yaşam formunun evrimleşmesi ve uyum sağlaması için çok hızlı bir artış. Diğer benzer patlamalarda, iklim sistemi genellikle 100.000 ila bir milyon yıl içinde önceki durumuna geri döner.

Ancak, ekvatoral ortalama yüzey sıcaklıklarının 34 °C'nin üzerine çıktığı (mevcut ekvatoral ortalama sıcaklıktan yaklaşık 8 °C daha sıcak) bu “süper sera” koşulları, yaklaşık beş milyon yıl boyunca devam etti. Çalışmamızda bunun nedenini araştırdık.

 

Ormanlar Yok Oluyor

Kurak, tropikal, subtropikal, ılıman ve çalılık gibi çok çeşitli kara bitki biyomlarının fosil kayıtlarını inceledik. Biyomların, kitlesel yok oluş olayından hemen öncesinden yaklaşık sekiz milyon yıl sonrasına kadar nasıl değiştiğini analiz ettik.

Dünya'nın çok hızlı ısındığını ve bunun düşük ve orta enlemlerdeki bitki örtüsünün, özellikle yağmur ormanlarının yok olmasına yol açtığını varsaydık. Sonuç olarak, volkanik patlamalardan hemen sonra organik karbon döngüsünün verimliliği büyük ölçüde azaldı.

Bitkiler, basitçe kalkıp hareket edemedikleri için, değişen koşullardan çok güçlü bir şekilde etkilendiler.

Olaydan önce, ekvator çevresinde birçok turba bataklığı ve tropikal ve subtropikal ormanlar vardı ve bunlar karbonu emiyordu.

Ancak, olayla ilgili saha çalışması, kayıtlar ve veritabanlarından bitki fosillerini yeniden oluşturduğumuzda, bu biyomların tropikal kıtalardan tamamen yok olduğunu gördük. Bu, jeolojik kayıtlarda milyonlarca yıllık bir “kömür boşluğu”na yol açtı.

Bu ormanların yerini, yüksekliği sadece 2 ila 20 santimetre olan küçük likopodlar aldı.

Daha büyük bitkiler, sıcaklığın biraz daha düşük olduğu kutuplara yakın, kıyı ve hafif dağlık bölgelerde kaldı. Yaklaşık beş milyon yıl sonra, bu bitkiler Dünya'yı yeniden kolonileştirdiler. Ancak bu tür bitkiler, organik karbon döngüsünde karbonu sabitlemede daha az verimliydi.

Bu, bir bakıma günümüzde tüm yağmur ormanlarının, Avustralya'nın iç kesimlerinde görmeyi bekleyebileceğimiz mallee çalıları ve spinifex bitkileriyle değiştirilmesinin etkisini düşünmeye benziyor.

 

Sonunda Ormanlar Geri Dönüyor

Günümüzden elde edilen kanıtları kullanarak, bitkilerin atmosferdeki karbondioksiti alıp her bir farklı biyomun organik maddesi olarak depolama hızını (veya “net birincil üretkenliğini”) fosil kayıtlarında önerilen şekilde tahmin ettik.

Daha sonra, hipotezimizi sayısal olarak test etmek için SCION adlı yeni geliştirilmiş bir karbon döngüsü modelini kullandık. Model sonuçlarımızı analiz ettiğimizde, Sibirya Tuzakları'ndan kaynaklanan ilk sıcaklık artışının, net birincil üretkenliğin azalması nedeniyle olaydan sonra beş ila altı milyon yıl boyunca korunduğunu gördük.

Ancak bitkiler yeniden yerleşip organik karbon döngüsü yeniden başladığında, Dünya yavaş yavaş süper sera koşullarından çıkmaya başladı.

 

İklim Dengesini Korumak

Jeolojik kayıtlardaki geçmiş iklim değişiklikleri ile bugün yaşadıklarımız arasında benzetmeler yapmak her zaman zordur. Bunun nedeni, geçmişteki değişikliklerin boyutu genellikle on binlerce ila yüz binlerce yıl boyunca ölçülürken, günümüzde ise on yıllar ila yüzyıllar boyunca değişiklikler yaşıyor olmamızdır.

Ancak, çalışmamızın önemli bir sonucu, Dünya'daki yaşamın dayanıklı olmasına rağmen, biyotik peyzajda köklü değişiklikler olmadan kısa zaman dilimlerinde büyük değişikliklere yanıt veremediğidir.

Permiyen-Triyas kitlesel yok oluşunda, bitkiler 1.000 ila 10.000 yıl gibi hızlı bir zaman diliminde yanıt veremedi. Bu da büyük bir yok oluş olayına yol açtı.

Sonuçlarımız, tropikal ve subtropikal bitki biyomlarının ve ortamlarının iklim dengesini korumak için ne kadar önemli olduğunu vurgulamaktadır. Buna karşılık, bu biyomların kaybının ek iklim ısınmasına nasıl katkıda bulunabileceğini ve yıkıcı bir iklim dönüm noktası olarak işlev görebileceğini göstermektedir.

Zhen Xu, doktora çalışmasının bir parçası olan bu çalışmanın baş yazarıdır.

Andrew Merdith, DECRA Fellow, Adelaide Üniversitesi Yer Bilimleri Fakültesi; Benjamin J. W. Mills, Leeds Üniversitesi Yer Sistemi Evrimi Profesörü ve Zhen Xu, Leeds Üniversitesi Yer ve Çevre Fakültesi Araştırma Görevlisi

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.

Fizikist
Türkiye'nin Popüler Bilim Sitesi

0 yorum