לפני בערך רבע מיליארד שנה, אפוקליפסה פגעה בכדור הארץ. המכונה הגסיסה הגדולה, היא גבתה חיים רבים יותר מכל הכחדה המונית אחרת הידועה למדע, כולל זו שעשתה בדינוזאורים שאינם העופות לפני 65 מיליון שנה. מעל 90 אחוז מכל המינים בכוכב הלכת נמחקו, מטרילוביטים עטופי שריון באוקיינוסים וכלה בזוחלים ענקיים ביבשה. שורה של יצורים מוזרים נעלמה, ופינה את מקומה לאבותיהם של החי והצומח המודרניים.
תוכן קשור
- התפרצויות וולקניות מאסיביות גרמו ל"מתה גדול "של כדור הארץ
- כיצד מעשה אחד של אבולוציה כמעט מחק את כל החיים על כדור הארץ
מה שגרם לקטסטרוז היה זה מכבר נושא לוויכוח - תיאוריות נעות בין השפעת אסטרואיד למיקרובים גיהוקים-מתאן. התרחיש הפופולרי ביותר מתחיל בהרי געש בסיביר של ימינו, שפרצו בערך בזמן הנכון לבעיטה במפל של בעיות, כולל שינויי אקלים. כעת צוות חוקרים מצא הוכחות גופניות לכך שגשם חומצה קאוסטית ביותר שנוצר כתוצאה מהתפרצויות מאסיביות אלה יכול היה לשחק חלק באובדן החיים.
"בפעם הראשונה אנו יכולים לומר שלקרקעות מתקופה זו הייתה חומציות דומה לזו של חומץ", אומר מארק ספטון, גיאולוג ממכללת אימפריאל לונדון שצוותו יפרסם את הממצא בפברואר בכתב העת Geology.
ספטון ועמיתיו בדקו עקבות של קרקעות עתיקות בשכבות סלע המתוארכות להכחדה, שהתרחשה בסוף תקופת פרמיאן לפני כ -250 מיליון שנה. בשלב זה, כל תחומי היבשה של העולם התמזגו לתוך פנגיאה היבשת העל. הסלעים, שנחשפו במה שנמצא כיום בצפון איטליה, הכילו חומר מסקרן במיוחד: ונילין, אותה מולקולה המעניקה לווניל את טעמו ואת הארומה שלו.
מארק ספטון והסופר השותף לסינדי לווי חוקרים את הגבול הפרמי-טריאס בקניון הפרלוטוך באיטליה. (באדיבות מארק ספטון) ונילין מיוצר באופן טבעי על ידי צמחים ונמצא בעץ. אבל זה לא צריך לשרוד זמן רב לבדו באדמה, שם חיידקים משחררים אנזימים המפרקים אותה. מציאת כמויות משמעותיות שהשתמרו במשך מאות מיליוני שנים הייתה מפתיעה עוד יותר.
"זה בהחלט יוצא דופן, " אומר טים באג, כימאי ביולוגי מאוניברסיטת וורוויק שלא היה מעורב במחקר. "לראות וניל מצטבר ככל הנראה מרמז על היעדר פעילות השפלה של חיידקים."
כדי להסביר את העייפות של החיידקים, פנו החוקרים לתעשיית החלב לקבלת השראה. יצרני חלב טועמים לעיתים קרובות את משקאותיהם על ידי הוספת נתח וניל. ניסויים הראו כי החמצת חלב מגנה על התוסף ומאריכה את הטעם, מכיוון שה- pH הנמוך מבטל את האנזימים שאחרים היו מכוונים לוונילין.
פעילות חיידקי האדמה בחיק הטבע עלולה להיות רגישה באופן דומה לחומצה, מה שגם יסביר מדוע הסלעים האיטלקיים הכילו כמויות נמוכות יחסית של חומר כימי הנקרא חומצת וניל הנוטה לייצר על ידי חיידקים מנטולין. "הנתונים שלנו מתאימים לרעיון שגשם חומצי גרם למיקרובים לחדול מתפקודם", אומר הנק וושר, פסיכולוג באוניברסיטת אוטרכט בהולנד וחבר בצוות של ספטון.
מחקרים על גשם חומצי שהופקו במאה ה -20, בעיקר על ידי תחנות כוח בוערות דלק מאובנים, הראו שהוא יכול לשבש מערכות אקולוגיות. המשקעים הרעילים מפשיטים חומרים מזינים מהאדמה ופוגעים בצמחים. אובדן צמחייה יכול להוביל לשחיקה רחבה, ספקולציות של ספטון ומחסור באוכל שהקשה על יצורים שנמצאים גבוה יותר בשרשרת המזון.
תמונת מיקרוגרף קלילה מציגה את נזק הרקמות שנגרם לעלה אשוחית בגשם חומצי. (ספריית תמונות מדע / קורביס) הממצא הוא חדשות מבורכות עבור בנימין בלאק, כיום גיאולוג מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. בעוד שב- MIT הוא עזר ליצור הדמיית מחשב שהעריכה את כמות וחומרת הגשם החומצי שהיה יכול להפיק מהתפרצויות סיביר. "התקווה שלי כשעשיתי את התחזית הזו הייתה שנמצא דרכים לבדוק את זה", אומר בלאק.
המודל פורסם בשנת 2013, והציע כי פחמן דו חמצני שהתפרץ בעקבות ההתפרצויות יכול היה להוריד את רמת הגשם לכ -4, החומציות של מיץ עגבניות. הוסף דו תחמוצת הגופרית, פליטה וולקנית נפוצה נוספת, והחומציות הייתה יכולה להחמיר פי מאה - חצי הכדור הצפוני היה יכול להיסרק מפרצי גשם חומציים כמו מיץ לימון מדולל.
"זה לא יכול להיות צירוף מקרים שוונילין מופיע בדיוק ברגע זה, " אומר גרג רטאלק, פליאוטוטניסט מאוניברסיטת אורגון שלא היה מעורב במחקר. אך הוא מזהיר כי יש לבחון בקפידה את הגישה החדשה והלא מוכרת הזו ללימוד קרקעות קדומות. רטאלק גם שואל אם פליטת דו תחמוצת הגופרית מהרי הגעש בסיביר יכולה הייתה להשפיע כה עולמית. המזהם יוצר בדרך כלל חלקיקי אירוסול כבדים הגשמים מהשמיים, ומגביל את המרחק עד שהוא יכול לנוע.
גשם חומצי חריף שהוצע על ידי צוותו של ספתון יכול היה במקום זאת להיות התפרצות קטנה יותר בסמוך לאתר שנחקר, מציע רטאלק. אפשרות נוספת היא שבתנאים מסוימים, חיידקים יכולים לייצר חומצה גופרתית ולהחמיר את סביבתם לבד. בשני המקרים, הצניחה בחומציות pH של האדמה הייתה מוגבלת לאזור.
חיזוק המקרה למגפת גשם חומצית ברחבי העולם עשוי לדרוש מבט רחוק יותר. עקבות של קרקעות קדומות המתוארכות למות הגדול הופיעו לא רק באיטליה אלא גם במקומות כמו סין ו גרינלנד. מחקרים עתידיים יכלו לבדוק אם הסלעים הללו מכילים גם שמץ של וניל.
