Otprilike prije četvrt milijarde godina, apokalipsa je pogodila Zemlju. Poznat kao Veliko umiranje, odnio je više života od bilo kojeg drugog masovnog izumiranja poznatog nauci, uključujući i ono što se dogodilo kod ne-ptičarskih dinosaura prije 65 milijuna godina. Više od 90 posto svih vrsta na planeti uništeno je, od oklopljenih trilobita u oceanima do gigantskih gmazova na kopnu. Nestalo je mnoštvo čudnih stvorenja, ustupajući predake moderne flore i faune.
Povezani sadržaj
- Ogromne vulkanske erupcije pokrenule su "Veliko umiranje" Zemlje
- Kako se jednim jedinim činom evolucije gotovo uništio sav život na Zemlji
Što je uzrokovalo kataklizmu dugo je bilo predmet rasprave - teorije variraju od udara asteroida do mikrona koji izbijaju metan. Najpopularniji scenarij započinje vulkanima u današnjem Sibiru, koji su izbili u pravo vrijeme da bi započeli kaskadu problema, uključujući klimatske promjene. Sada je tim istraživača pronašao fizičke dokaze da je izrazito kaustična kiselina kiša stvorena ovim ogromnim erupcijama mogla igrati ulogu u gubitku života.
"Prvi put možemo reći da su tla iz ovog doba imala kiselost sličnu octu", kaže Mark Sephton, geolog na Imperial College London čiji će tim taj nalaz objaviti u veljači u časopisu Geology.
Sephton i njegovi kolege pregledali su tragove drevnih tla u stijenama koje potječu od izumiranja do kraja permijskog razdoblja prije oko 250 milijuna godina. U to vrijeme sve su se svjetske kopnene kopne spojile u superkontinentnu Pangeu. Kamenje, otkopano u sadašnjoj sjevernoj Italiji, sadržavalo je posebno intrigantnu tvar: vanilin, istu molekulu koja vanili daje okus i aromu.
Mark Sephton i koautorica studije Cindy Looy istražuju permijsko-trijansku granicu u talijanskom kanjonu Butterloch. (Ljubaznošću Marka Sephtona) Vanilin prirodno proizvode biljke, a nalazi se u drvu. Ali to ne bi trebalo dugo preživjeti sami u zemlji, gdje bakterije oslobađaju enzime koji ga razgrađuju. Pronalazak značajnih količina sačuvanih stotinama milijuna godina bio je još više iznenađujući.
„Svakako je neobično“, kaže Tim Bugg, biološki kemičar sa Sveučilišta u Warwicku koji nije bio uključen u studiju. "Vidjeti nakupljanje vanilina vjerojatno sugerira nedostatak aktivnosti razgradnje bakterija."
Kako bi objasnili letargiju bakterija, istraživači su se za inspiraciju okrenuli mliječnoj industriji. Proizvođači mlijeka često aromatiziraju svoje napitke dodavanjem crtice vanilije. Eksperimenti su pokazali da zakiseljeno mlijeko štiti aditiv i produžuje aromu jer nizak pH deaktivira enzime koji bi inače ciljali vanilin.
Djelovanje bakterija u tlu u divljini moglo bi biti na sličan način osjetljivo na kiselinu, što bi također objasnilo zašto su talijanske stijene sadržavale relativno male količine kemikalije koja se naziva vanilična kiselina, a koja se obično proizvodi bakterijama koje stvaraju vanilin. "Naši se podaci uklapaju u ideju da je kisela kiša uzrokovala da mikrobi prestanu funkcionirati", kaže Henk Visscher, paleoekolog sa Sveučilišta Utrecht u Nizozemskoj i član Sephtonovog tima.
Ispitivanja kiselih kiša proizvedenih u 20. stoljeću, prvenstveno elektrana na lož fosilnih goriva, pokazala su da mogu uništiti ekosustave. Otrovne oborine uklanjaju hranjive tvari iz tla i oštećuju biljke. Gubitak vegetacije mogao bi dovesti do široke erozije, špekulacija Septhona i nedostatka hrane koja bi otežala život stvorenjima višim u prehrambenom lancu.
Svjetlosna mikrografska slika prikazuje oštećenje tkiva smrekovog lista kiselom kišom. (Knjižnica znanstvenih fotografija / Corbis) Ovo otkriće je dobrodošla vijest za Benjamina Blacka, koji je sada geolog sa Sveučilišta u Berkeleyu u Kaliforniji. Dok je bio na MIT-u, pomogao je stvoriti računalnu simulaciju koja je procijenila količinu i ozbiljnost kiselih kiša koje su mogle proizvesti sibirske erupcije. "Moja je nada kad sam se bavio tim predviđanjem bila da ćemo pronaći načine kako to testirati", kaže Black.
Objavljen 2013. godine, model je sugerirao da bi ugljični dioksid izbijen erupcijama mogao sniziti pH kiše na oko 4, kiselost soka od rajčice. Dodajte sumporni dioksid, još jednu uobičajenu vulkansku emisiju, a kiselost bi se mogla pogoršati sto puta - Sjevernu hemisferu je moglo procijediti kiša kiše kao kisela kao i nerazrijeđeni limunov sok.
"Ne može biti slučajnost da se vanilin pojavio upravo u ovo vrijeme", kaže Greg Retallack, paleobotaničar sa Sveučilišta u Oregonu koji nije bio uključen u istraživanje. Ali upozorava da se taj novi i nepoznati pristup proučavanju drevnih tla mora pomno ispitati. Retallack također postavlja pitanje može li emisija sumpornog dioksida iz sibirskih vulkana imati takav globalni utjecaj. Zagađivač obično tvori teške čestice aerosola koje kišu s neba, ograničavajući koliko daleko može putovati.
Snažna kisela kiša koju je predložio Sephtonov tim mogla bi biti djelo manje erupcije u blizini ispitivanog mjesta, sugerira Retallack. Druga je mogućnost da, u određenim uvjetima, mikrobi mogu sami proizvoditi sumpornu kiselinu i zakiseliti svoje okruženje. U oba slučaja, pad pH tla bio bi ograničen na regiju.
Uspjeh u slučaju epidemije kisele kiše u svijetu možda će zahtijevati da se gleda dalje. Tragovi drevnih tla koji datiraju od Velikog umiranja pojavili su se ne samo u Italiji, već i na mjestima poput Kine i Grenlanda. Buduće studije mogle bi testirati sadrže li ove stijene i nagovještaj vanilije.
