Omkring en kvart milliard år siden ramte en apokalypse Jorden. Kendt som den store døende krævede den flere liv end nogen anden masseudryddelse kendt af videnskaben, inklusive den, der gjorde i de ikke-avianske dinosaurier for 65 millioner år siden. Over 90 procent af alle arter på planeten blev udslettet, fra rustningsklædte trilobitter i verdenshavene til kæmpe krybdyr på land. Vært af mærkelige væsener forsvandt og gav plads til forfædrene til moderne flora og fauna.
Relateret indhold
- Massive vulkanudbrud udløste Jordens "Store døende"
- Hvordan en enkelt evolutionsakt næsten udslettet alt liv på jorden
Hvad der forårsagede katastrofen har længe været genstand for debat - teorier spænder fra en asteroidpåvirkning til metan-bælgende mikrober. Det mest populære scenarie starter med vulkaner i nutidig Sibirien, der brød ud på omtrent det rigtige tidspunkt for at have sparket i gang en kaskade af problemer, herunder klimaforandringer. Nu har et team af forskere fundet fysiske bevis for, at ekstremt kaustinsyre regn skabt af disse massive udbrud kunne have spillet en rolle i tabet af liv.
”For første gang kan vi sige, at jord fra denne tid havde en surhedsgrad, der lignede eddike, ” siger Mark Sephton, en geolog ved Imperial College London, hvis hold vil offentliggøre fundet i februar i tidsskriftet Geology.
Sephton og hans kolleger undersøgte spor af ældgamle jordarter i stenlag, der kan dateres tilbage til udryddelsen, der fandt sted i slutningen af Perm-perioden for omkring 250 millioner år siden. På dette tidspunkt blev alle verdens landmasser smeltet sammen til superkontinentet Pangea. Klipperne, der blev fundet i det nuværende nordlige Italien, indeholdt et særligt spændende stof: vanillin, det samme molekyle, der giver vanilje sin smag og aroma.
Mark Sephton og studere medforfatter Cindy Looy undersøger den permian-triasiske grænse i Italiens Butterloch Canyon. (Med tilladelse fra Mark Sephton) Vanillin produceres naturligt af planter og findes i træ. Men det bør ikke overleve længe på egen hånd i jorden, hvor bakterier frigiver enzymer, der nedbryder det. At finde betydelige mængder, der blev bevaret i hundreder af millioner af år, var endnu mere overraskende.
”Det er bestemt usædvanligt, ” siger Tim Bugg, en biologisk kemiker ved University of Warwick, der ikke var involveret i undersøgelsen. ”At se vanillin ophobes antyder sandsynligvis en mangel på bakteriel nedbrydningsaktivitet.”
For at forklare bakteriens sløvhed vendte forskerne sig til mejeriindustrien for inspiration. Mælkeproducenter smager ofte deres drikke ved at tilsætte en strejf af vanilje. Eksperimenter har vist, at forsurende mælk beskytter tilsætningsstoffet og forlænger smagen, fordi den lave pH deaktiverer de enzymer, der ellers ville målrette mod vanillin.
Jordbakterieaktivitet ude i naturen kan være på samme måde følsom over for syre, hvilket også forklarer, hvorfor de italienske sten indeholdt relativt lave mængder af et kemikalie kaldet vanillinsyre, der har tendens til at blive produceret af vanillin-knasende bakterier. ”Vores data passer til ideen om, at sur nedbør fik mikroberne til at ophøre med at fungere, ” siger Henk Visscher, en paleoekolog ved Utrecht University i Holland og medlem af Sephtons team.
Undersøgelser af surt regn produceret i det 20. århundrede, primært af fossile brændstofforbrændende kraftværker, har vist, at det kan forstyrre økosystemerne. Den giftige nedbør striber næringsstoffer ud af jorden og skader planter. Et tab af vegetation kunne have ført til udbredt erosion, Septhon-spekulater og en mangel på mad, der gjorde livet vanskeligt for væsner højere i fødekæden.
Et let mikrografibillede viser vævsskader, der er forvoldt et granblad af surt regn. (Science Photo Library / Corbis) Fundet er velkomstnyheder for Benjamin Black, nu geolog ved University of California, Berkeley. Mens han var hos MIT, hjalp han med at oprette en computersimulering, der estimerede mængden og sværhedsgraden af sur nedbør, der kunne have været produceret af de sibirske udbrud. ”Mit håb, da jeg kom med denne forudsigelse, var, at vi ville finde måder at teste den, ” siger Black.
Publiceret i 2013 antydede modellen, at kuldioxid, der blev udbrudt af udbruddene, kunne have sænket pH i regn til ca. 4, surhedsgraden af tomatsaft. Tilsæt svovldioxid, en anden almindelig vulkanemission, og surhedsgraden kunne have forværret sig hundrede gange - den nordlige halvkugle kunne have været udskyllet af regnbrud, der var så sure som ufortyndet citronsaft.
”Det kan ikke være tilfældigt, at vanillin dukker op nøjagtigt på dette tidspunkt, ” siger Greg Retallack, en paleobotanist ved University of Oregon, der ikke var involveret i forskningen. Men han advarer om, at denne nye og ukendte tilgang til undersøgelse af ældgamle jordarter skal undersøges omhyggeligt. Retallack sætter også spørgsmålstegn ved, om svovldioxidemissioner fra de sibirske vulkaner kunne have haft en sådan global indflydelse. Det forurenende stof danner typisk tunge aerosolpartikler, der regner ud af himlen, hvilket begrænser hvor langt det kan køre.
Den stærke sure regn, som Sephton's team havde foreslået, kunne i stedet have været arbejdet med et mindre udbrud tæt på det studerede sted, antyder Retallack. En anden mulighed er, at mikrober under visse betingelser kan producere svovlsyre og forsure deres miljøer alene. I begge tilfælde ville springet i jordens pH have været begrænset til regionen.
Bolstering af sagen for en verdensomspændende sur regnepidemi kan kræve, at man ser længere væk. Spor af gamle jordarter, der dateres tilbage til den store død, har vist sig ikke kun i Italien, men også på steder som Kina og Grønland. Fremtidige undersøgelser kunne teste, om disse klipper også indeholder en antydning til vanilje.
