(Westend61/Getty Images) Vor über einer Viertelmilliarde Jahren, am Ende des Perm , wurde die Widerstandsfähigkeit des Lebens auf die ultimative Probe gestellt. Neun von zehn Meeresarten starben – zusammen mit fast drei Vierteln der Arten an Land – in dem, was man heute nennt Das große Sterben .
Die rauchende Waffe ist ein intensive Periode vulkanischer Aktivität im heutigen Sibirien, bei dem Hunderttausende Jahre vor der Umweltkatastrophe Material in die Atmosphäre gesprengt wurde.
Jetzt haben Chemiker etwas entdeckt, das wie eine Kugel aussieht: Spuren eines Nickelisotops, das die Chemie der Ozeane des Planeten veränderte und einen Dominoeffekt auslöste letztendlich die Tiere ersticken weit und breit rund um den Globus.
Einen Fall über die Mutter aller Artensterben aufzubauen, ist eine forensische Übung epischen Ausmaßes. An Beweisen mangelt es nicht Litanei der Fossilien Zu riesige Platten aus magmatischem Gestein abgelagert bei einer Reihe katastrophaler Eruptionen vor etwa einer halben Milliarde Jahren.
Es erzählt eine allzu bekannte globale Geschichte Klimawandel angetrieben durch Vulkanausbrüche, die die Temperaturen in die Höhe schnellen lassen und den Ozeanen ihren Sauerstoff rauben . An Land war die Geschichte genauso düster. Pflanzen haben die Veränderungen überstanden gut genug, aber über einen Zeitraum von Hunderttausenden von Jahren, Landtiere ließ nach und nach nach .
Wenn man die Details herausfindet, wird alles etwas chaotisch. War es die globale Erwärmung durch einen Anstieg der Treibhausgase? Ozonabbauende Verbindungen Ein Loch in die Atmosphäre reißen? Massenvergiftung der Ozeane?
Ein wichtiger Hinweis kann in der Geologie von Meishan, einer Präfektur in der chinesischen Provinz Zhejiang, gefunden werden. Jahrzehntelang diente dieser komprimierte Gesteinsstreifen als Markierung für das Ende des Perms und den Beginn der Trias.
Unter den Sedimenten, aus denen diese kritische Schicht der Geschichte zusammen mit anderen ähnlichen Schichten auf der ganzen Welt besteht, befindet sich ein ungewöhnliche Nickelkonzentration .
„Nickel ist für viele Organismen ein essentielles Spurenmetall, aber eine Zunahme des Nickelvorkommens hätte zu einem ungewöhnlichen Anstieg der Produktivität von Methanogenen, Mikroorganismen, die Methangas produzieren, geführt.“ sagt Geochemikerin Laura Wasylenki von der Northern Arizona University.
Von Vulkanen ausgespuckte Aerosole sind sicherlich eine Quelle des Metalls, aber andere, lokalere Umweltfaktoren müssten ausgeschlossen werden, bevor endgültige Aussagen gemacht werden könnten.
Wasylenki und sein Team unter der Leitung von Menghan Li und Yanan Shen von der University of Science and Technology of China analysierten Proben von Schwarzschiefer aus dem arktischen Kanada, die sauerstoffhaltige und sauerstoffarme Ablagerungen darstellen, die während des Massenaussterbens am Ende des Perms entstanden sind.
Die Konzentrationen eines bestimmten Nickelisotops sowie die Gesamtmenge des Elements wurden über einen langen Zeitraum während des Aussterbens verfolgt und dann mit den Vorhersagen mehrerer Erklärungsmodelle verglichen.
Während sich die Menge des Isotops am Horizont des Aussterbens kaum veränderte, sank die Gesamtkonzentration von Nickel stark, was auf eine Aufnahme des Nährstoffs durch eine Explosion nickelhungriger Mikroben hindeutet.
Ihr schnelles Wachstum unter sauerstoffarmen Bedingungen – und große Mengen Methan ausstoßen – wäre in jeder Hinsicht eine schlechte Nachricht, da es nicht nur Treibhausgase verursacht, sondern der Umwelt auch gierig organischen Kohlenstoff entzieht und so ein Nahrungsnetz speist, das den gesamten verfügbaren Sauerstoff aus den Tiefen des Ozeans saugen würde.
„Unsere Daten stellen einen direkten Zusammenhang zwischen der globalen Ausbreitung von [Nickel]-reichen Aerosolen, Veränderungen der Ozeanchemie und dem Massenaussterben her“ sagt Wassylenki.
Es war auch kein langsamer Tod. Die Veränderungen in der Chemie der Ozeane hätten sich über einen Zeitraum von Hunderttausenden von Jahren vollzogen spiegelt sich auch in anderen Studien wider .
Die Untersuchung von Nickelisotopen, um Schwankungen in der Chemie in der tiefen Vergangenheit besser zu verstehen, ist ein relativ neues Werkzeug für Geologen, könnte jedoch möglicherweise zur Lösung des Rätsels anderer antiker Ereignisse eingesetzt werden.
Obwohl es in der Wissenschaft keinen abgeschlossenen Fall gibt, wird die Geschichte hinter einem der katastrophalsten Ereignisse in der gesamten Biologie langsam kristallklar.
„Vor dieser Studie war der Zusammenhang zwischen Sibirischer Fallen-Flutbasaltvulkanismus, Meeresanoxie und Massenaussterben eher vage, aber jetzt haben wir Hinweise auf einen spezifischen Abtötungsmechanismus.“ sagt Wassylenki.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .