Ürgmere elurikkuse hävitas hapnikupuudus
Tallinna tehnikaülikooli geoloogia instituudi teadlased on alates 2016. aastast osalenud rahvusvahelises uurimisprojektis, mis analüüsis liikide väljasuremise põhjuseid planeedil Maa. Töö tulemusena leiti, et ookeanivee hapnikusisalduse muutus ja hapnikupuudus on elustikule katastroofiliste tagajärgedega.
Kolmeaastase uurimistöö tulemused võtab kokku hiljuti mainekas teadusajakirjas Geology ilmunud artikkel „Linking the progressive expansion of reducing conditions to a stepwise mass extinction event in the late Silurian oceans” (Progresseeruva hapnikupuuduse seos Siluri ajastu massväljasuremisega).
Peale Tallinna tehnikaülikooli kuulusid rahvusvahelisse uurimisrühma teadlased Florida, South Carolina ja Lundi ülikoolist. Uurimisrühma liige, Tallinna tehnikaülikooli aluspõhjageoloogia professor Olle Hintsi sõnul keskenduti uurimuses umbes 425 miljonit aastat tagasi Siluri ajastul toimunud muutustele Maa keskkonnatingimustes ja liigirikkuses.
Liigirikkuse hävimislaineid on Maa ajaloos olnud mitu
Maa ajaloo viimase 500 miljoni aasta jooksul on toimunud viis suuremat liigirikkuse hävimislainet. Näiteks Permi ajastu lõpus, 250 miljonit aastat tagasi, kadus lühikese aja jooksul 95% tollastest taime- ja loomaliikidest. Tänapäeval seisame samuti suure elurikkuse hävimislaine alguses ning minevikusündmuste tundmine aitab hinnata selle võimalikku käiku ja järelmeid. Siluri ajastu elurikkuse kriisis, mida tuntakse ka Lau biosündmuse nime all, hävis ligi veerand mereelustikust. Teadlased seadsid eesmärgiks selgitada välja selle sündmuse ajaline kronoloogia ja võimalikud põhjused.
Informatsioon kauge mineviku elustiku ja keskkonna kohta on kõige paremini talletunud merelistes settekivimites. Fossiilide uurimine võimaldab dokumenteerida nii evolutsiooni kulgu kui elurikkuse kriise. Ühtlasi on fossiilidel ülioluline roll geoloogilise ajaskaala loomisel ja kivimite vanuse määramisel. Alles siis kui ajaskaala on täpselt paigas, saab uurida kuidas ja miks toimusid muutused keskkonnatingimustes. Näiteks peegeldavad paekivi tekkimisel mineraalidesse talletunud aatomid ürgse ookeani ja atmosfääri keemilist koostist ning selle arengut. Kombineerides paleontoloogilise ja geokeemilise andmestiku saabki teha järeldusi elustiku ja keskkonna seoste kohta.
Antud töös keskendusid teadlased süsiniku, väävli ja talliumi isotoopide uurimisele. „Meie töö teeb unikaalseks see, et esmakordselt analüüsiti Vanaaegkonna kivimitest talliumi isotoopkoostist, mis peegeldab maailmaookeani hapnikusisaldust. Uuritud kivimiproovid pärinesid Lätist ja Gotlandi saarelt, mis olid osaks kunagisest Balti ürgmerest. Selles piirkonnas on kivimid viimase 500 miljoni aasta vältel väga vähe muutunud ning algne informatsioon kivises arhiivis endiselt alles. Balti regioon on geoloogidele tänuväärne looduslik laboratoorium – nii hästi ja terviklikult säilinud kivimikihte mujal maailmas praktiliselt pole“, kinnitab professor Hints.
See fakt muudab analüüside tulemused usaldusväärseks. Kivimiproovide kõrval oli tähtis roll ka tipptasemel aparatuuril, mis lubab üliväikesest kivimikogusest tuvastada keemiliste elementide ja isotoopide sisaldust. Uuringus tehti enamik geokeemilisi analüüse maailma ühes moodsamas laborikompleksis Florida ülikoolis (National High Magnetic Field Laboratory at Florida State University).
Ookeani hapnikupuudus põhjustas keskkonnamuudatused
Analüüside tulemused näitasid esmakordselt, et Siluri ajastu liikide väljasuremine sai alguse ookeanivee hapnikusisalduse vähenemisest ning see kulmineerus, kui hapnikuvaene ja ilmselt väävelvesinikurikas veemass laienes madalatesse šelfimeredesse. Selline muutus toimus võrdlemisi aeglaselt – esimestest ilmingutest kuni elurikkuse kriisi maksimumini kulus arvatavasti 175 tuhat kuni 270 tuhat aastat. Ühena esimestest organismidest kannatasid keskkonnamuutuse tõttu selgroogsed (kalad ja konodondid), kelle mitmekesisus vähenes kuni 70% võrra. Suur oli mõju ka planktonile, kuigi see ilmnes mõnevõrra hiljem.
Professor Hintsi sõnul võimaldab uuring kinnitada, et muutused ookeanivee redokstingimustes ja hapnikusisalduses on elustikule katastroofiliste tagajärgedega. Esimesed, keda muutused mõjutavad, on mereselgroogsed. Tänapäeval on hapnikupuudus äärmiselt aktuaalne küsimus, sest nii mõõtmised kui mudelid näitavad, et hapnikusisaldus ookeanis väheneb. Geoloogilised andmed tõestavad ka, et kord paigast nihkunud süsteem jõuab tagasi endisesse tasakaalu inimese jaoks lootusetult pikas ajaperspektiivis. Teisalt saab nii sellest näitest, kui ka Maa ajaloost laiemalt õppida, et iga kriis on aluseks arengule ning aitab esile tõusta organismidel, kes uute oludega paremini kohanevad.
Allikas: Tallinna Tehnikaülikool
