Spící obr by mohl ukončit život v hlubokém oceánu

Kontinentální pohyb je schopen udusit mořský kyslík.

Dříve přehlížený faktor – poloha kontinentů – pomáhá naplňovat pozemské oceány kyslíkem podporujícím život. Kontinentální pohyb by nakonec mohl mít opačný účinek a zabít většinu hlubinných organismů.

„Kontinentální drift se zdá být tak pomalý, nemůže z něj pocházet nic drastického, ale když je oceán připraven, zdánlivě malá událost může vést ke smrti mořského života ve velkém měřítku,“ řekl Andy Ridgewell, geolog Riverside z University of Kalifornie. Ridgewell, spoluautor nové studie o silách, které ovlivňují oceánský kyslík.

Jak se voda na povrchu oceánu přibližuje k severnímu nebo jižnímu pólu, stává se studenější, hustší a poté klesá. Jak voda klesá, přenáší kyslík získaný ze zemské atmosféry na dno oceánu.

Ryba na hlubokých útesech v atolu Pearl a Hermes v národním památníku Papahanaumokuakea poblíž Havaje. Kredit: Greg McFall, NOAA

Nakonec zpětný tok přináší živiny uvolněné z klesající organické hmoty na povrch oceánu, kde podporují růst planktonu. Dnešní oceány se vyznačují úžasnou rozmanitostí ryb a dalších živočichů podporovaných jak nepřetržitým přísunem kyslíku do nižších hloubek, tak organickou hmotou produkovanou na povrchu.

Nový výzkum zjistil, že cirkulace kyslíku a živin může náhle skončit. Pomocí složitých počítačových modelů vědci zkoumali, zda pozice kontinentálních desek ovlivňují to, jak oceán přenáší kyslík. Byli překvapeni, když to zjistili.

Toto zjištění, vedené vědci z University of California, Riverside, je podrobně popsáno v časopise temperamentní povaha. Vyšlo dnes (17. srpna 2022).

Balónová ryba odpočívá poblíž Florida Keys. Zápočet: OAR/Národní program mořského výzkumu (NURP); University of Maine

„Před několika miliony let, nedlouho poté, co v oceánu začal život zvířat, se zdálo, že cirkulace celého globálního oceánu pravidelně ustává,“ řekl Ridgwell. „Nečekali jsme, že zjistíme, že pohyb kontinentů může způsobit, že povrchová voda a kyslík přestanou klesat, což může významně ovlivnit způsob, jakým se vyvíjel život na Zemi.“

Až dosud byly modely používané ke zkoumání vývoje mořského kyslíku za posledních 540 milionů let relativně jednoduché a nepočítaly s cirkulací oceánů. V těchto modelech oceánská hypoxie – časy, kdy oceánský kyslík zmizel – naznačují pokles koncentrací atmosférického kyslíku.

„Vědci dříve předpokládali, že měnící se hladiny kyslíku v oceánu většinou odrážejí podobné výkyvy v atmosféře,“ řekl Alexandre Paul, první autor studie a návrhář paleoklimatických modelů na Bourgogne-Franch-Comté University ve Francii.

Dioramata tuleních lodí ze starověkého ediakarského období vystavená v Smithsonian Institution. Kredit: Smithsonian

Tato studie poprvé použila model, ve kterém byl oceán reprezentován ve třech rozměrech a byly vypočteny oceánské proudy. Podle zjištění vede porucha globálního oběhu vody k ostrému oddělení mezi hladinami kyslíku v horní a dolní hloubce.

Toto oddělení znamenalo, že celé mořské dno, s výjimkou mělkých míst poblíž pobřeží, zcela ztratilo kyslík na desítky milionů let, až do doby před asi 440 miliony let na začátku siluru.

„Oběhový kolaps byl rozsudkem smrti pro cokoli, co nemohlo plavat blízko povrchu a stále mělo v atmosféře životodárný kyslík,“ řekl Ridgwell. Mezi hlubinná stvoření patří zvláštně vypadající ryby, červi, obří korýši, chobotnice, houby a další.

List neřeší, zda nebo kdy Země očekává podobnou událost v budoucnu. Ve skutečnosti je těžké říci, kdy může dojít k havárii nebo co ji spouští. Současné klimatické modely však tvrdí, že zvýšené globální oteplování zhorší cirkulaci oceánů, a některé modely předpovídají konečný kolaps větve cirkulace, která začíná v severním Atlantiku.

„Budeme potřebovat klimatický model s vysokým rozlišením, abychom předpověděli masové vymírání,“ řekl Ridgwell. „Máme však dnes obavy z cirkulace vody v severním Atlantiku a existují důkazy, že průtok vody do hloubky klesá.“

Teoreticky by neobvykle teplé léto nebo eroze útesu mohly spustit kaskádu procesů, které zvrátijí život, jak se dnes jeví, řekl Ridgwell.

„Člověk by si myslel, že na povrchu oceánu, v části, kde můžete surfovat nebo plachtit, se odehrává veškeré dění. Ale dole oceán neúnavně pracuje pryč a poskytuje životně důležitý kyslík živočichům v temných hlubinách,“ řekl Ridgewell. .

„Oceán umožňuje životu vzkvétat, ale může ho zase vzít pryč. Nic to nevylučuje, protože kontinentální desky se neustále pohybují.“

Reference: „Kontinentální formace řídí okysličování oceánů během eonů divoké zvěře“ od Alexander Ball, Andy Ridgewell, Richard J. Stocky, Christophe Tomazo, Andrew Kane, Emmanuel Finin, Christopher R. temperamentní povaha.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05018-z