Rychlokurz historické geologie – co mají společného velká vymírání?

V průběhu existence Země docházelo k extrémním výkyvům klimatu, složení atmosféry, povrchu, teploty apod. Pojďme se podívat na několik zajímavých souvislostí.

Před vznikem života byla Země nehostinná podobně jako řada jiných planet. Úplně na začátku pravděpodobně neměla jasně zformovaný pevný povrch. Všude bylo něco jako láva.

Později, když trochu vychladla, vznikla skořápka a atmosféra. Ta obsahovala chemické prvky potřebné pro typ života založený na uhlíku – z třetiny CO2, dále pára, amoniak, sirovodík, metan atd. Žádný plynný kyslík. Ten byl vázán v CO2. Nicméně ohledně složení se nedá říct, že by Země byla nějak velmi specifická oproti jiným planetám.

Po miliardě let existence planety (4 miliardy před dneškem) díky silnému slunečnímu záření vznikly organické molekuly. Ty nějak utvořily první primitivní prokaryotní buňku – bakterii. Vznikl život!

Po dalších dvou miliardách let (všimněte si, že jsme ještě ani nezačali a už jsme v půlce historie života. Ano, vývoj života není lineární, nýbrž exponenciální) vznikly sinice – buňky, které zvládly fotosyntézu. Tak vznikl první vzdušný kyslík! Byla to odpadní látka sinic. Kyslík pak v moři začal chemicky reagovat s kdečím. Třeba tvořil kameny – oxidy. Později, když už všechno v moři vyoxidovalo, začal unikat do atmosféry. Také vznikly pokročilejší eukaryotické buňky s jádrem. Dodejme, že sinice vládly světu další skoro 2 miliardy let. Až do času přes půl miliardou let to byly nejvíce zastoupené organizmy na Zemi. Někdy se tomuto dlouhému období říká Věk sinic.

Huronské vymírání

Ale zpátky. Po několika stech milionech let dosáhla díky fotosyntéze koncentrace kyslíku 4%. To jsme zhruba v čase přes 2 miliardy let před dneškem. Z dnešního pohledu jsou 4% kyslíku nic, ale tehdy prostě žili jiné organizmy než dnes. Ještě několikkrát za chvíli narazíme na zamoření nebo vyčerpání něčeho z atmosféry – vždy to musíme brát v kontextu organizmů, které zrovna žili.

Takže: Kyslíkový odpad byl pro tehdejší organizmy prudkým jedem. V atmosféře způsobil dvě události: první obrovské vymírání a také kompletní zamrznutí planety (Huronské zalednění). Šlo v podstatě o první (a daleko největší) dobu ledovou. Je to zajímavější o to, že předtím byla teplota planety podstatně vyšší než dnes. Však také atmosféra byla mimo toho kyslíku plná skleníkových plynů. Led na oceánu měl několik kilometrů a vydržel další čtvrtmiliardu let, ale nakonec díky skleníkovým plynům pomalu roztál. To jsme v čase 2 miliardy let před dneškem.

Stuartovské vymírání

Buňky se různě spojovaly, z různých typů vznikaly organely v jiných typech apod. S jejich rozvojem se řádově zefektivnila i fotosyntéza. K čemu to tak mohlo vést? Samozřejmě k další době ledové (Stuartovské zalednění). Po dalších necelých 100 milionů let se Země opět stala ledovou koulí. Nakonec ale zase díky skleníku roztála.

Ordovické vymírání

Potom skončilo prekambriální období Země (geologické období, které trvalo 90% života planety) i Věk sinic (40%) a začaly prvohory, konkrétně kambrium – mořská evoluční exploze. Jenže život něco stojí. Atmosféra se zase proměnila a ledovce opět zmasivněly a ochladilo se (i když zdaleka ne tak výrazně jako bylo Huronské nebo Stuartovské zalednění). Rostliny mrtvé z důvodu vyčerpané potravy ve formě CO2 uvolnily metan a pro změnu všechno roztálo a výrazně se oteplilo a to zase zabilo tehdy už existující primitivní živočichy. Tyto rychlé extrémní výkyvy vyhubily přes polovinu života.

Permské vymírání

Potom se život přesunul z moře a vznikly aerobní organizmy, které dýchají vzduch. Po celé planetě se také rozšířily přesličky a plavuně. Tehdejších 3000 ppm CO2 pro ně byl ráj a dalo jim to možnost dorůst kolosálních rozměrů. V této době mimochodem vzniklo 90% fosilních paliv (ne nadarmo se jedno období prvohor jmenuje karbon).

Život byl úplně jiný než dnes. Postupně vznikaly roztodivné tvary všeho možného. Naše fantazie dneska vůbec nestačí na to, co se tehdy dělo. A to máme z té doby jen minimum dokladů.

Po nějaké době přesličky ale většinu CO2 přeměnily na kyslík a CO2 se dostalo na pouhých 500 ppm. CO2 tedy docházel, zato kyslíku bylo více než dvojnásobek dnešních hodnot. V atmosféře způsoboval obrovské množství požárů. Ty se díky neskutečně šířily. Jednou vznikl dokonce globální požár. A na oheň přesličky dojely. Vyhořel při tom skoro veškerý kyslík z atmosféry, představte si ten oheň! Svět zahalil na dlouho popel a střídaly se krátké doby ledové a horka. Toto bylo nejničivější vymírání v historii.

A vzhledem k tomu, že kyslík byl najednou na cca polovině dnešních hodnot, živočichové se samozřejmě udusili. Představte si rozdíl mezi atmosférou v ČR a na Mt. Everestu. Tak ten skok v obsahu kyslíku byl v Permu ještě o půlku větší. Bez kyslíkového přístroje by prostě po takovém skoku většina lidí neudělala ani krok.

Vymírání na konci křídy

Během druhohor dorůstali živočichové velmi malých velikostí. Nikoliv však dinosauři. Ti dokázali fungovat i při těchto malých koncentracích kyslíku a ovládly planetu. Vládli až do pádu meteoritu, který vytvořil Karibské moře. Způsobil opět popel a střídání dob ledu a horka.

Dnešek

No a jakmile se to uklidnilo, začaly třetihory a rozmohli se savci. A tento stav trvá dodnes.

Dodejme, že sem tam se v historii děly ještě menší vymírání, často lokální nebo z důvodu pádu meteoritů. Viz obrázek:

Závěr

Vymírání (až na meteority) pokaždé primárně způsobilo vyčerpání CO2. V takové situaci se potom na Zemi vždycky muselo stát něco mimořádného, co CO2 vrátilo zpět do atmosféry. Dneska jsme, co se týká CO2, shodou okolností na historických planetárních minimech. Takže vymírání dneska sice možná hrozí, ale rozhodně ne tím, že pálením fosilních paliv způsobujeme změny klimatu. Něco takového totiž vždycky v historii způsobilo přesný opak. Ba naopak. Jak jsme již zmínili minulém článku, člověk by mohl být tou mimořádnou událostí, která vrátí CO2 do koloběhu života.