"Syndafloden" som satte sprutt på evolutionen: Den där gången då det regnade två miljoner år i sträck
När man har några veckors sommarsemester och det råkar sammanfalla med blött och kyligt väder, då får man lätt känslan att “jamen det regnar ju för jämnan nuförtiden”. Men allt är relativt. Det har varit värre - tro mig! Vad sägs om ett planetomfattande, två miljoner års ösregn?
"Syndafloden" som satte sprutt på evolutionen: När det regnade två miljoner år i streck
Fast de som levde då det begav sig, för 230 miljoner år sedan, de klagade inte. Framför allt dinosaurierna, vars världsherravälde fick sin början under den här perioden som kallas den karnska regnepisoden. Händelsen inträffade under första hälften av den geologiska perioden trias
Och med regnepisod menar jag inte en liten, förbipasserande skur. Som sagt, regnet hällde ner i uppemot två miljoner år, på hela jorden.
Det här låter ju lite deprimerande för oss kontorsjobbande löneslavar, men med tanke på att trias var en ganska kruttorr period, kom det huvudsakligen som en vitaminspruta för den tidens ekosystem. Regnet satte sprutt på evolutionen, det fick jorden att grönska.
Och på en relativt kort tid gick dinosaurierna från kalkonstorlek till tjugo meters bjässar som fick jorden att skaka där de gick fram. För att inte tala om en otrolig artrikedom.
Vi ska inte heller klaga, för däggdjurens tidigaste förfäder stack sannolikt också ut sina nosar vid den här tiden.
Med tanke på hur viktig och omväldande den karnska regnhändelsen blev för livets evolution på jorden, är det intressant att forskarna först nu under den senare tiden har blivit varse om vad som hände då.
Brittiskt väder in absurdum
Karn är alltså en tio miljoner år lång tidsålder i slutet av epoken yngre trias. Karn började för 237 miljoner år sedan och pågick till för 227 miljoner år sedan.
Och själva "syndafloden" som inleddes för 234 miljoner år sedan, den kallas alltså “the Carnian pluvial event”. Den karnska regnhändelsen. Namnet känns mycket brittiskt, på något sätt. “Pluvial event”, regnhändelse, låter som en regnblöt eftermiddag med Charles och Camilla på Ascot. I say, dear, rather wet, isn't it?
Men så var det också en brittisk forskare som ledde oss på händelsens spår, Alastair Ruffell heter han, numera aktiv vid universitetet i Birmingham. Han studerade på åttiotalet berggrunden nära sitt barndomshem i Somerset i västra England.
Där finns det geologiska avlagringar som härstammar från superkontinenten Pangaea. Den jättelika landmassan dominerade jordgloben under trias. Pangaeas klimat var mestadels väldigt torrt och livet var torftigt, framför allt i de inre delarna.
Så till största delen består stenavlagringarna från den tiden av dämpat orangeröd sandsten. Sådär som man kan föreställa sig att en solstekt öken kan vara. Inget besynnerligt med det.
Men Alastair Ruffell lade märke till att mitt genom den här orangeröda, solstekta stenen löpte det en tunn, grå rand. Någonting har hänt här - men vad?
Sedimentära bergarter är lite som jordens egna historieböcker. Du kan bläddra dig ned genom avlagringarna och “läsa” om vad som har hänt när något visst lager har avlagrats. En liknande rand, rik på iridium, vittnar till exempel om asteroiden som slog ned och utrotade dinosaurierna för 66 miljoner år sedan.
Dagen då himlen föll ned över dinosaurierna
Men den här andra gråa randen som väckte Alastair Ruffells intresse, den signalerar inte ond, bråd död för dinosaurierna. Snarast tvärtom.
Öknen förvandlas till sumpmark
Den randen skapades av två miljoner år av ösregn. Och den berättar om en stor förändring som med tiden ledde till att dinosauriernas långa tid som planetens härskare kunde börja!
Randen i det somersetska berget vittnar om en tid då den karga, livlösa öknen spolades bort och ersattes av frodiga sumpmarker. Av någon orsak, som Alastair Ruffell inte visste om då, hade det skett en radikal klimatförändring, från miljontals år av torrt-som-fnöske till alla himlens slussportar som slogs upp på vid gavel.
Och de skulle alltså komma att stå öppna i närmare två miljoner år!
Och det är inget lokalt ruskväder vi snackar om här. Det vräkte av allt att döma ned överallt. Nästan var geologerna än hittar berggrund som härstammar från den här tiden - i Tyskland, i USA, i Himalaya - hittar man också Alastair Ruffells rand som skvallrar om mycket blöta förhållanden. Från den där gången då det regnade i två miljoner år.
Och det här skulle komma att sätta sina spår i livets fortsatta evolution på jorden. De tunga, djupa fotspåren av dinosaurier. Vi återkommer till det här.
Men för att gå till botten med det här klimatmysteriet måste vi titta närmare på jordens geografi under tiden då allt det här utspelade sig.
Superkontinenten Pangaea dominerade globen
För mellan 300 och 200 miljoner år sedan dominerades jordgloben av superkontinenten Pangaea (= allt land). Den jättelika landmassan sträckte sig från pol till pol som ett väldigt C.
Pangaea har sedan länge brutits upp och dess pusselbitar har skingrats över jordklotet, men man kan fortfarande se spåren av det extrema klimat som rådde då. Spåren ligger i berggrunden, här och där på jorden. Om man vet var man ska leta, sådär som Alastair Ruffell gjorde.
Runt Pangaeas landmassa svallade uroceaneanen Panthalassa. Omnämns också ibland som paleo-Stilla havet. Lite som Stilla havet, men mycket större.
Stora delar av superkontinenten Pangaea var en torr och ogästvänlig öken, eftersom kontinenten var så hiskeligt stor att få regnmoln orkade ta sig ända fram till dess inre delar. Det landburna liv som fanns dominerades av reptiler, inklusive de allra första dinosaurierna.
Men inget gräs vajade i vinden på Pangaeas vidder. Inga blommor blomstrade, för inga blommor fanns då ännu. Och inga fåglar sjöng någonstans. Av samma orsak. Och vår sort då, däggdjuren? Nja, inte mycket av dem heller. Men intressant nog så härstammar de första fossilerna av däggdjur - enstaka tänder som man har hittat - just från den här tiden, från karn. Så vårt ursprung kanske ligger just här.
Att livet på Pangaea var så torftigt berodde dessutom på att jorden vid den här tiden, i början av trias, hämtade sig från ett väldigt massutdöende. Det där som ägde rum i slutet av den föregående perioden, perm, för cirka 250 miljoner år sedan. Perm-trias-utdöendet var det största i sitt slag i jordens historia, och det innebar slutet för uppemot 90% av alla då levande arter på jorden.
Trias var för övrigt en period i jordens historia som både inleddes och avslutades med ett massivt utdöende. Som sagt, vi har det allra största massutdöendet någonsin i början av trias. Och ett annat stort massutdöende inträffade i slutet, det så kallade trias-jura-utdöendet. Det sistnämnda innebar slutet för hälften av alla arter på jorden.
Sjöliljorna utgjorde första ledtråden
Länge utgick man ifrån att tiden mellan de här utdöendena förflöt någorlunda lugnt, med den torra, heta och lite tråkiga superkontinenten Pangaea som dominerade jordgloben.
Men 1987 råkade en ung forskare från Nordirland, en paleontolog vid namn Michael Simms, träffa den redan nämnda Alastair Ruffell. Han som upptäckte “regnranden” i berget i Somerset. Ruffell berättade för Simms om vad han hade hittat och Simms insåg att de kanske var någonting på spåren. För Simms hade också gjort en intressant upptäckt.
Det som Simms studerade var sjöliljor. Alltså sådana som levde i havet under trias, mellan 252 och 201 miljoner år sedan.
Sjöliljorna existerar fortfarande. De är en klass av vattenlevande djur, fast de påminner mera om växter. De ser ut som små, färgglada palmer eller blommor, och de sitter fast i underlaget med sin fot. Och deras förfäder levde alltså redan i de paleozoiska haven för 500 miljoner år sedan.
Under sina postdoktorala studier vid universitetet i Liverpool hade Michael Simms upptäckt bevis för att sjöliljorna drabbades av ett större utdöende i mitten av trias. Och hur det nu skulle råka sig så sammanföll det utdöendet med Alastair Ruffells “syndaflod”.
Då Ruffell och Simms försökte sälja den här tanken, att det finns ett samband mellan de två händelserna, fick de kalla handen av det övriga forskarsamfundet. Men idag, mer än tre årtionden senare, börjar det finnas en allt starkare enighet inom vetenskapen om att Simms och Ruffell hade rätt trots allt. En radikal klimatförändring hade inträffat under karn, som på ett dramatiskt sätt förändrade livets förutsättningar på jorden.
Men vad innebär det här i praktiken? Det är ju lätt att föreställa sig ett två miljoner år långt ösregn som ett riktigt elände. Så svårt som vi nio-till-fem-jobbande kontorsnissar har med alla andra vädertyper än soligt och varmt. Vilket har gjort oss till flyttfåglar som migrerar till Thailand och Teneriffa för att se solen.
"En rand av liv mitt i allt det torra och rysliga"
Men faktum är att livet under trias snarare tackade för det utdragna ösregnet. Jättekontinenten Pangaea var som sagt inte någon värst behaglig plats. Den var torr och ogästvänlig. Det här blir tydligt om man tittar på fossilavlagringarna från tiden före och efter regnen. Det är överhuvudtaget väldigt lite spår av liv där.
Men tittar du närmare på den gråa randen i berget så är det en annorlunda bild som målas upp. Det här var någonting som Alastair Ruffell noterade när han undersökte de geologiska formationerna i Mercia i England. Där finns rikliga ådror av sandsten härstammande från trias.
“Mitt i allt det här rysliga, torra och livlösa materialet kan vi se den här randen som är fullspäckad med uråldrigt, fossiliserat liv, som hajtänder till exempel”, säger Ruffell i en intervju för Nature.
Avlagringarna från den här tiden vittnar om enorma sjöar och floder, och väldiga träsk och sumpmarker. Stenformationen som Ruffell studerade härstammade sannolikt från en uråldrig flod eller ett floddelta. Blöta miljöer fulla av både växt- och djurliv.
Men det fanns död också, i stor skala dessutom. Vissa livsformer avancerade, andra dog ut abrupt. Vad var grejen med sjöliljorna till exempel? Varför började de dö i drivor?
I ett samtal med Michael Simms kastade Ruffell ur sig att “hmmm, kanske sjöliljorna inte tyckte om regn.” Det var avsett som humor, men Simms nappade på tanken. Massutdöenden orsakas ofta av klimatförändringar. Kanske var fallet så den där gången, under karn.
Hur som helst, Ruffell och Simms författade en vetenskaplig artikel där de sammanfattade vad de hade kommit fram till. I den artikeln myntade de för första gången begreppet “the Carnian pluvial episode”, den karnska regnhändelsen.
Dessvärre klingade det hela för döva öron. Ruffells och Simms påståenden om en mega-regnperiod mitt i kruttorra trias utdömdes av de äldre forskarna som “helt orimlig” och man försökte förklara bort det hela med “lokalt förhöjda grundvattennivåer.”
Den stundvis rätt så giftiga kritiken från kollegerna gjorde Ruffell och Simms modstulna, till den grad att de lämnade hela tanken om den karnska regnhändelsen åt sitt öde och gick vidare till andra sysslor inom geologin och paleontologin.
Väldiga vulkanutbrott som låg bakom?
Men fröet som de hade sått började gro. Sakta men säkert började det dyka upp allt mer bevismaterial i geologernas fältstudier som stödde tanken om den karnska regnhändelsen. Inte minst från Italiens rikliga fossilavlagringar. Till slut gick det inte att ignorera längre. Och idag tenderar de flesta forskarna att acceptera att någonting i stil med det som Ruffell och Simms beskrev faktiskt ägde rum.
Men precis som med vår tids klimatförändring, måste man utgå från att det också hände någonting som orsakade klimatförändringen bakom den karniska regnepisoden. Och det gjorde det.
Simms och Ruffell hade redan i ett tidigare skede antytt att det sannolikt var vulkanutbrott som låg bakom klimatförändringen under karn. Och det dröjde inte länge innan geologerna kunde rita ett kryss på kartan: här har ni boven i dramat.
Kring den här tiden, för 230 miljoner år sedan, öppnades en spricka i jorden där som Wrangell-bergskedjan ligger idag. Den sträcker sig från västra Kanada längs Stillahavskusten upp till Alaska. Det massiva basaltutbrottet som ägde rum där varade i hela 5 miljoner år. När lavan slutligen upphörde flöda hade den bildat ett lager som var flera kilometer tjockt.
Ett så här massivt vulkanutbrott spyr också ut kolossala mängder koldioxid i atmosfären. Det här i sin tur skulle ha orsakat en kraftig global uppvärmning. Och när det blev varmare så ökade avdunstningen från haven och floderna.
Vissa forskare har av den här orsaken menat att det är fel att betona regnaspekten av den karnska händelsen. De menar att det uttryckligen borde betonas att det handlade om en episod av global uppvärmning.
Men hur som helst, beträffande orsaken bakom det hela, så uppvisar analyser av stenfynd från den här tiden tydliga underskott av den tyngre kolisotopen kol-13, vilket tyder på att stora mängder av den lättare isotopen kol-12 frigjordes i atmosfären vid den här tiden. Precis som fallet är idag, med våra utsläpp.
Jorden blev en ångbastu
Med andra ord, med tiden, an efter som jorden värmdes upp och fukt avdunstade från haven, förvandlades jorden till en enorm, fuktdrypande ångbastu. Och när atmosfären var tillräckligt mättad med fukt började det regna. Och det regnade, och regnade. Och regnade.
Det här betydde som sagt dåliga nyheter, inte minst för många havslevande arter, när havens kemi förändrades och näringsämnen rann ut i haven via floderna. Ta nu de redan nämnda sjöliljorna, som var orsaken till att Michael Simms kom den karnska regnperioden på spåren till att börja med.
Men som det brukar vara i samband med stora förändringar så finns det förlorare, men också vinnare. Och just den här turbulenta och regnblöta tiden innebar startskottet för många av evolutionens stora framgångssagor. Dinosaurierna, för att nämna ett exempel.
Fossilfynden tyder på att dinosauriernas historia började redan innan karn, för omkring 245 miljoner år sedan. Men om de här tidigaste protodinosaurierna vet forskarna ganska lite och det handlar bara om en handfull arter som är kända från den tiden. Det som är säkert är att karn, som alltså infaller under yngre trias, var tiden då dinosauriernas utveckling tog skruv rejält.
I början av karn var dinosaurierna ännu rätt så små, som kalkoner ungefär, och de gick på två ben. Men mot slutet av karn hade två stora, nya huvudspår i deras utveckling etablerat sig. Dels har vi de så kallade fågelhöftade dinosaurierna (ornithischierna) som senare inkluderade Stegosaurus med sina mäktiga sågtandsliknande benplattor på ryggen, och Triceratops med de tre stora hornen i pannan.
Och det andra huvudspåret var sedan de så kallade ödlehöftade dinosaurierna (saurischierna). Till dem räknas sådana långhalsade jättar som Brachiosaurus, och theropoderna som i sin tur omfattar Tyrannosaurus rex och fåglarna. Just det, ejdern som bygger bo i ditt båtskjul är en sentida kusin till Tyrannosaurus rex.
Men det var ingen självklarhet att det skulle gå så här, att dinosaurierna blev herrar över planeten för de kommande 150 miljonerna åren. Ännu i början av karn var det kräldjuren som dominerade. Närmare bestämt en grupp som kallas crurotarsi. Bland annat krokodildjuren hör hit.
Men när vi kommer till slutet av karn har maktbalansen skiftat, och dinosaurierna har tagit över. Och det här skiftet sammanfaller tidsmässigt med den karnska regnepisoden.
Frodiga regnskogar fulla av grönt godis
Av allt att döma kunde dinosaurierna dra nytta av den myckna grönskan som följde i regnens spår. Med regnen uppstod det frodiga regnskogar med massvis av grönt godis för de långhalsade växtätande dinosaurierna att mumsa på. Och de i sin tur blev till föda åt rovdinosaurierna.
Och även om vissa havslevande arter som sjöliljorna led under karns regniga förhållanden så gjorde andra arter framsteg. De kalkbildande växtplanktonen med sina skal av kalciumkarbonat, till exempel. Växtplanktonen producerar numera hälften av det syre vi andas, och bildar grunden för havets näringskedjor. Och stenkorallerna, som bildar stommen i vår tids korallrev, de rivstartade också under karn.
Mycket återstår hur som helst ännu att utforska när det gäller den här blöta och varma perioden i jordens historia, och hur ekosystemen reagerade på den.
Men det tycks hur som helst vara rätt så väletablerat att livet gjorde ett stort språng under karns regntunga skyar.
Och som sammanfattning: Jordens ekosystem återhämtade sig som sagt vid den här tiden ännu från det ofantligt destruktiva massutdöendet som markerar skiljelinjen mellan perm och trias.
Trias var alltså på det hela taget en tid av torrt klimat, inte minst på jättekontinenten Pangaea, till vars inre regnmolnen inte nådde. Så återhämtningen kunde inte riktigt komma igång på allvar. Tills vulkanerna började spy ut koldioxid som värmde upp planeten så att avdunstningen från haven tog fart.
Och sedan föll de första, tunga dropparna över Pangaeas uttorkade slätter. Det tackade livet för under de två årmiljonerna som följde.
Efter att molnen slutligen skingrades och det blev uppehåll igen var vädret på Pangaea återigen huvudsakligen torrt. Men livet på jorden hade förändrats för alltid. Den förändringen ledde med tiden också till att vi kom till.
Tänk på det nu i sommar om det skulle regna under semestern. Saker och ting skulle se väldigt annorlunda ut om det inte vore för det där två miljoner år långa regnvädret för länge sedan.