Wymieranie ordowickie (koniec ordowiku): przyczyny, przebieg i skutki

Wymieranie ordowickie (koniec ordowiku) — przyczyny, przebieg i skutki: zlodowacenia, anoksyczne oceany, masowe wymieranie fauny morskiej i długotrwałe zmiany klimatyczno-geologiczne.

Wymieranie ordowickie (koniec ordowiku) to jedno z największych masowych wymierań w dziejach eonu fanerozoesowego. Miało ono miejsce na przełomie ordowiku i syluru, około 445–443 mln lat temu. Ordowik jest okresem paleozoiku, który następuje po kambryjskim i poprzedza syluryjskiego. Większość życia w tym czasie była morskiego charakteru: dominowały organizmy bentosowe i pelagiczne, rozwijały się rafy i obfite zespoły bezkręgowców, a na lądach pojawiały się już proste organizmy autotroficzne i pierwsze pionierskie rośliny i stawonogi (terrestrializacja dopiero się zaczynała).

Warunki przed wyginięciem

Przed kryzysem panował zwykle klimat stosunkowo ciepły, a głębokie partie oceanów cechowała znaczna anoksyczność głębokiego oceanu (brak tlenu). Na dnie oceanicznym odkładały się zwarte warstwy organiczne i Łupki, podczas gdy na płytszych, dotlenionych częściach platform kontynentalnych zalegały węglany zalegały i bogate fauny rafowe. Ogólnie rzecz biorąc, oceany były zróżnicowane pionowo: tlenowe szelfy i bardziej anoksyczne głębiny.

Przebieg wymierania — dwie główne fazy

• Faza I (ochłodzenie i regresja): Na początku etapu Hirnantian doszło do gwałtownego ochłodzenia klimatu. Rozwinęła się zlodowacenie na Gondwanie, co spowodowało znaczną regresję mórz — cofanie poziomu morza i osuszenie szerokich części szelfów kontynentalnych. Utrata siedlisk przybrzeżnych i zubożenie planktonu (planktonu) doprowadziły do masowych wymierań organizmów zależnych od płytkich, żyznych wód.
• Faza II (ponowne ocieplenie i anoksja): Po maksimum zlodowacenia nastąpiło szybkie ocieplenie i topnienie lodowców. W efekcie zmieniła się cyrkulacja oceaniczna i anoksyczna woda z głębin została wypchnięta na szelfy kontynentalne, co znowu zabijało organizmy morskie, zwłaszcza te przystosowane do tlenowych warunków przydennych.

Mechanizmy i przyczyny

Podstawowy mechanizm kryzysu to gwałtowne zmiany klimatyczne: przejście od warunków ciepłych do chłodnych (zlodowacenie) i powrót do cieplejszych. Do kluczowych czynników należały:

• Zmiany w stężeniu CO2 i składzie atmosfery — obniżenie poziomu CO2 mogło wywołać ochłodzenie i zlodowacenie. Jedna z hipotez wiąże to z intensywną erozją i wietrzeniem wyższych partii łańcuchów górskich (m.in. wzrost i erozja gór Appalachów w wyniku orogenezy), co prowadziło do chemicznego pochłaniania CO2 i jego usuwania z atmosfery. W tekście występuje też odnośnik do zwiększonego dopływu CO2 do atmosfery, jednak większość dowodów wskazuje na netto obniżenie CO2 w krytycznych momentach. W tekście oryginalnym symbolicznie zaznaczono _CO2.
• Zmiany poziomu morza (regresje i transgresje) — zmiana dostępności płytszych siedlisk morskich.
• Przestawienia cyrkulacji oceanicznej → rozprzestrzenianie się warunków beztlenowych (anoksji) na platformy kontynentalne.
• Dodatkowe czynniki: zaburzenia cyklu węgla (duże fluktuacje w zapisie δ13C), lokalne wydarzenia wulkaniczne i zmiany chemizmu oceanów — ich rola jest dyskutowana, ale głównymi motorami uważa się klimatyczne ochłodzenie i późniejszą anoksję.

Skutki dla życia

Konsekwencje były głównie morskie — wyginęło wiele grup organizmów, szczególnie te zamieszkujące płytkie szelfy. Szacuje się, że w czasie kryzysu zginęła znaczna część bioróżnorodności: około 60–85% gatunków morskich (różne liczby w literaturze zależnie od kryteriów i grup taksonomicznych). Wymieranie dotknęło m.in.:

• liczne rodziny bezkręgowych, ponad sto rodzin w sensie globalnym;
• znaczne straty w ramienionogach i bryozoanach, a także wśród trylobitów, konodontów i graptolitów;
• zarówno fauna bentosowa, jak i pelagiczne zespoły pelagiczna stanęły w obliczu ekstremalnych warunków i zostały silnie zredukowane;
• zostały zdziesiątkowane zespoły rafowe i wiele nisz ekologicznych uległo reorganizacji.

Dowody geologiczne

Ślady kryzysu to m.in. złożenia glacjału i osady związane z rozwojem lądolodu na Gondwanie, anomalie w zapisie izotopów węgla (wskazujące na zakłócenia cyklu węglowego), obecność czarnych łupków i osadów anoksycznych oraz gwałtowne zmiany w sekwencjach osadowych szelfów (regresje i transgresje). W zapisie kopalnym obserwujemy wyraźne dwa impulsy wymierania zgrupowane na etapie Hirnantian.

Rekonstrukcja i następstwa

Po kryzysie, w sylurze, nastąpiła stopniowa odbudowa ekosystemów morskich. Zmieniła się też struktura faun: niektóre grupy bezkręgowców radiowały na nowo i pojawiły się nowe linie ewolucyjne oraz odmiany ekologiczne. W dłuższym czasie wymieranie ordowickie znacząco przeorganizowało morskie biocenozy i miało wpływ na dalszą ewolucję życia w paleozoiku.

Podsumowanie

Wymieranie ordowickie to efekt złożonej kombinacji czynników klimatycznych i oceanicznych: głównym mechanizmem były zmiany klimatu związane ze spadkiem i ponownym wzrostem poziomu CO2, zlodowaceniem Gondwany i konsekwencjami tych zmian dla poziomu mórz i cyrkulacji oceanicznej. Dwa impulsy — ochłodzenie z regresją mórz oraz ponowne ocieplenie z rozprzestrzenieniem anoksji — spowodowały gwałtowne straty bioróżnorodności morskiej, szczególnie na szelfach kontynentalnych.

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest wymieranie w końcu ordowiku?

P: Jakiego rodzaju organizmy zostały dotknięte tym wymarciem?

P: Jak doszło do tego wymarcia?

P: Co spowodowało te zmiany klimatyczne?

P: Ile rodzajów zostało dotkniętych tym wymieraniem?

P: Czy masowe wymieranie dotknęło jakieś organizmy lądowe?

Szukaj według litery