Semua orang tahu mengenai kepupusan dinosaur. Kepupusan terburuk disebabkan oleh kenaikan suhu yang cepat.
Kepunahan paling teruk di bumi berlaku jauh sebelum kesan asteroid pembunuh yang menghapuskan dinosaur. Ia berlaku sekitar 252 mya, dan ini menandakan berakhirnya apa yang disebut Zaman Permian. Kepunahan itu dikenali sebagai Permian-Triassic Extinction Event, End-Permian Extinction, atau lebih sederhana, "The Great Dying." Hingga 70% vertebrata darat dan hingga 96% dari semua spesies laut dipadamkan semasa The Great Dying.
Bagaimana ia berlaku? Mungkinkah ia berlaku lagi?
"Kajian ini menyoroti potensi kepunahan massal yang timbul dari mekanisme serupa di bawah perubahan iklim antropogenik." - pengarang utama Justin Penn, School of Oceanography, University of Washington.
Para saintis telah bekerja keras untuk memahami punca kepupusan terburuk dalam sejarah Bumi. Tetapi sukar untuk mengumpulkan bukti dari sesuatu yang berlaku lebih dari 250 mya. Petunjuk dari peristiwa yang lama tersembunyi di batu, dan sebahagian besar batu yang lama telah diturunkan. Tidak ada senjata api seperti kawah besar. Hanya ada sedikit bukti. Satu bukti tertentu sangat menarik: bukti fosil yang menunjukkan taburan spesies laut yang pupus, berbanding bukti yang tidak.
Satu kajian baru yang diterbitkan dalam sifar Science pada catatan fosil dan menunjukkan bahawa pelakunya di sebalik Great Dying adalah perubahan iklim. Dan walaupun perubahan iklim pada masa itu kemungkinan disebabkan oleh gunung berapi, implikasinya jelas: perubahan iklim, sama ada disebabkan oleh gunung berapi atau sesuatu yang lain, dapat menyebabkan kepunahan bencana sama buruknya, atau lebih buruk daripada, kesan asteroid.
Makalah ini bertajuk "Hipoksia bergantung pada suhu menjelaskan biogeografi dan keparahan kepupusan massa laut akhir-Permian." Penulis utama adalah Justin Penn dari School of Oceanography, di University of Washington. Dalam kajian itu, Penn dan pengarangnya menyimpulkan bahawa kenaikan suhu laut dan hipoksia yang berlaku dengannya menyebabkan The Great Dying, dan kemungkinan kepupusan lain juga.
"... pemanasan iklim dan kehilangan oksigen adalah penyebab utama kepupusan." - Justin Penn, Sekolah Oseanografi, Universiti Washington.
Sejumlah bukti menunjukkan bahawa mekanisme di sebalik perubahan iklim 252 mya adalah gunung berapi. Kesan utama gunung berapi adalah iklim pemanasan, kerana gas rumah hijau yang disuntik ke atmosfera. Gunung berapi mempunyai kesan lain, tetapi pemanasan adalah kuncinya. Ia menyebabkan lautan menjadi panas.
Para penyelidik menggabungkan pemodelan iklim dengan catatan fosil untuk sampai pada kesimpulan mereka. Mereka memodelkan iklim berdasarkan Bumi tepat sebelum kepunahan, ketika satu benua yang disebut Pangea ada, dan ketika suhu dan tahap oksigen lautan serupa dengan hari ini. Dalam model mereka, mereka juga memasukkan sensitiviti suhu dan oksigen 61 spesies laut moden termasuk krustasea, ikan, kerang, karang dan hiu. Keadaan sebelum Great Dying mirip dengan keadaan sekarang, jadi sensitiviti 61 spesies moden ini mewakili spesies pada masa kepunahan terburuk di Bumi.
Kemudian, mereka menaikkan suhu 10 darjah, sepadan dengan perubahan suhu 252 mya. Hasilnya memberi mereka gambaran geografi Great Dying.
"Sangat sedikit organisma laut yang tinggal di habitat yang sama di mana mereka tinggal - ia melarikan diri atau binasa," kata pengarang kedua Curtis Deutsch, seorang profesor oseanografi UW. Dalam simulasi, spesies lintang tinggi hampir dihapuskan sepenuhnya, sementara beberapa spesies yang berada di dekat khatulistiwa selamat.
"Ini adalah pertama kalinya kami membuat ramalan mekanistik mengenai apa yang menyebabkan kepupusan yang dapat diuji secara langsung dengan catatan fosil, yang kemudian memungkinkan kami membuat ramalan tentang penyebab kepupusan di masa depan," kata penulis pertama Justin Penn , pelajar kedoktoran UW dalam oseanografi.
Beberapa batuan dasar laut kuno masih berada di sekitar kepunahan terburuk bumi 252 mya, dan mereka menyimpan bukti kepunahan itu sendiri. Terdapat ekosistem laut yang berkembang maju dan beragam, kemudian sejumlah mayat. Dan jutaan tahun memerlukan Bumi untuk mempelbagaikan dan berkembang semula. Dengan hasil simulasi mereka, para saintis kemudian membandingkannya dengan catatan fosil yang masih ada.
Catatan fosil menunjukkan di mana spesies sebelum kepupusan, dan yang dihapuskan sepenuhnya atau dibatasi kepada sebahagian kecil habitatnya yang terdahulu. Dan rekod fosil mengesahkan apa yang ditemui oleh penyelidik: spesies paling jauh dari khatulistiwa paling menderita.
Air sejuk menyimpan lebih banyak oksigen daripada air yang lebih panas, itu adalah sains asas. Spesies yang disesuaikan dengan iklim yang lebih sejuk, jauh dari khatulistiwa, memerlukan lebih banyak oksigen untuk bertahan daripada spesies yang disesuaikan dengan perairan yang lebih panas berhampiran khatulistiwa. Rekod fosil laut menunjukkan bahawa spesies laut yang lebih jauh dari khatulistiwa menderita lebih teruk daripada yang dekat dengan khatulistiwa.
Apabila iklim menghangat dan tahap oksigen laut menurun, yang pertama mati adalah spesies yang memerlukan lebih banyak oksigen. Spesies yang berhampiran dengan khatulistiwa harus pergi ke mana-mana: mereka boleh meninggalkan khatulistiwa dan mencari air dengan kadar oksigen yang mereka biasa. Atau sekurang-kurangnya sebahagian daripada mereka dapat. Tetapi bagi mereka yang lebih jauh ke utara dan selatan khatulistiwa, tidak ada tempat untuk pergi.
"Oleh kerana metabolisme organisma tropika sudah disesuaikan dengan keadaan oksigen rendah yang cukup hangat, mereka dapat menjauh dari kawasan tropika dan menemui keadaan yang sama di tempat lain." - Curtis Deutsch, pengarang bersama, Profesor Oseanografi Bersekutu UW.
"Oleh kerana metabolisme organisma tropika sudah disesuaikan dengan keadaan oksigen rendah yang cukup hangat, mereka dapat menjauh dari kawasan tropika dan menemui keadaan yang sama di tempat lain," kata Deutsch. "Tetapi jika suatu organisme disesuaikan dengan lingkungan yang sejuk dan kaya oksigen, maka keadaan tersebut tidak lagi ada di lautan dangkal."
Lautan pemanasan adalah pemanasan ganda untuk spesies laut. Seiring pemanasan lautan, bukan hanya penurunan kadar oksigen, tetapi metabolisme spesies laut meningkat, dan mereka memerlukan lebih banyak oksigen. Konsep utama di sini adalah nisbah kadar penawaran dan permintaan O2 yang bergantung pada suhu. Nisbah ini, disebut Metabolic Index, mengukur ruang lingkup persekitaran untuk aktiviti aerobik dan diatur oleh keadaan lautan serta sifat kepekaan terma dan hipoksia yang berbeza-beza di setiap spesies. Sekiranya Indeks Metabolik untuk spesies tertentu jatuh di bawah keperluan minimum mereka, mereka tidak dapat bernafas dan mereka mati.
"Tanda tangan mekanisme pembunuhan, pemanasan iklim dan kehilangan oksigen, adalah pola geografi ini yang diramalkan oleh model dan kemudian ditemui di fosil," kata Penn. "Perjanjian antara keduanya menunjukkan mekanisme pemanasan iklim dan kehilangan oksigen adalah penyebab utama kepunahan."
Pemanasan dan kekurangan oksigen yang disebabkannya bukan satu-satunya faktor kepunahan, tetapi ia menjelaskan lebih daripada separuh kerugian kepelbagaian laut. Menurut penulis, perubahan lain, seperti pengasidan atau perubahan dalam produktiviti organisma fotosintetik, kemungkinan bertindak sebagai penyebab tambahan.
Apa maksudnya ini untuk masa depan? Sekiranya pemanasan adalah penyebab utama The Great Dying, kepupusan terburuk dalam sejarah Bumi, maka pemanasan dapat mendorong kepupusan lagi. Sebenarnya, ia sudah ada.
Tahap gas rumah hijau meningkat di Permian, dan mereka meningkat hari ini. Bukan dari gunung berapi tentunya, tetapi dari manusia.
"Di bawah senario pelepasan perniagaan seperti biasa, pada 2100 pemanasan di lautan atas akan mendekati 20 persen pemanasan di akhir Permian, dan pada tahun 2300 akan mencapai antara 35 dan 50 persen," kata Penn. "Kajian ini menyoroti potensi kepunahan massal yang timbul dari mekanisme serupa di bawah perubahan iklim antropogenik."
Kami sedang melalui peristiwa kepupusan sekarang, yang disebut kepunahan Holocene. Ia dianggap sebagai kepupusan keenam, kerana terdapat lima yang lain dalam 600 juta tahun yang lalu. Kepunahan Holocene merangkumi tumbuh-tumbuhan dan haiwan, termasuk mamalia, burung, amfibia, reptilia dan arthropoda. Itu semua tidak didorong oleh iklim yang memanas, tetapi sebahagiannya. Kehilangan habitat biodiversiti daripada aktiviti manusia adalah penyebab yang terpisah. Tetapi ia tetap pupus. Para saintis berpendapat bahawa kadar kepupusan semasa untuk spesies tumbuhan dan haiwan adalah antara 100 dan 1,000 kali lebih besar daripada kadar kepupusan latar belakang semula jadi.
Masih perlu dilihat berapa banyak iklim yang akan semakin panas kita, dan berapa banyak spesies yang akan terus pupus. Mari kita berharap agar perubahan yang diperlukan dapat dilakukan untuk mengelakkan perkara terburuk yang akan datang. Dan harap kita tidak terlalu banyak letusan gunung berapi.
- Siaran Akhbar: Kepupusan terbesar dalam sejarah Bumi disebabkan oleh pemanasan global yang menyebabkan haiwan laut terengah-engah
- Kertas Penyelidikan: Hipoksia bergantung pada suhu menjelaskan biogeografi dan keparahan kepupusan massa laut Permian akhir
- Entri Wikipedia: Kepupusan Holocene
- Kertas Penyelidikan: Kepupusan massa keenam yang disalahpahami
- Kertas Penyelidikan: Menganggar kadar latar belakang kepupusan spesies yang normal
