Hoppa till huvudinnehåll

Vetenskap

När det jordiska livet nästan dog ut totalt: Perm-trias-massutdöendet, en 252 miljoner år gammal mardröm

Konstnärens föreställning av en edaphosaurus från perm-perioden.
Bildtext En edaphosaurus under den tidigare hälften av perm, medan livet ännu var gott att leva.

För cirka 252 miljoner år sedan, i gränslandet mellan de geologiska perioderna perm och trias, rämnar jordskorpan totalt i det som i dag är västra och centrala Sibirien. En serie massiva vulkanutbrott följer, och de tar inte slut på en miljon år. Undergången är här.

När det jordiska livet nästan dog ut totalt: Perm-trias-massutdöendet, en 252 miljoner år gammal mardröm
När det jordiska livet nästan dog ut totalt: Perm-trias-massutdöendet, en 252 miljoner år gammal mardröm - Spela upp på Arenan

Lavan som väller upp ur ur jorden har en uppskattad volym på mellan en och fyra miljoner kubikkilometer. 

 Och det säger sig självt att det här inte kan bli utan konsekvenser. Det som följde var det största och mest totala massutdöendet i hela jordens historia. Omkring 90 procent av alla arter på jorden dog ut, snabbt och brutalt. Om det här handlar veckans Kvanthopp.

Men det handlar inte bara om ond, bråd död. Det handlar också om dem som överlevde, om de två grupper som har tävlat om världsherraväldet ända sedan dess. Däggdjurens förfäder, synapsiderna, och sauropsiderna, dinosauriernas förfäder. Bäggedera har sina egna strategier, sina egna styrkor och svagheter.

De sibiriska trapporna vittnar om förstörelsen

Det var den absolut största och våldsammaste serien av vulkanutbrott sedan den geologiska urtiden tog slut för cirka 500 miljoner år sedan. Utbrott av den här skalan är, tur nog för oss, otroligt sällsynta.

De skedde i olika omgångar under inalles omkring en miljon år. Den totala volymen på det utslungade materialet beräknas till mellan en och fyra miljoner kubikkilometer. Tror du inte, åk väster om Uralbergen och börja gräva. 

Basaltlavan från de här utbrotten ligger där som ett upp till sex kilometer tjockt lager än i denna dag. Området kallas De sibiriska trapporna. Lavan täcker ett område på cirka två miljoner kvadratkilometer, från Uralbergen i väst till Lenafloden i öst. Det här motsvarar nästan sex gånger Finlands areal.

Karta över de så kallade sibiriska trapporna.
Bildtext De så kallade sibiriska trapporna sträcker sig från Uralbergen i väster till Lenafloden i öster. Hela det här området var mer eller mindre ett enda stort vulkanutbrott i slutet av perm för 252 miljoner år sedan.

De massiva utbrotten orsakar en höjning av jordens medeltemperatur med omkring fem grader Celsius. Det här i sin tur får stora mängder metan att frigöras från havsbottnarna, vilket i sin tur höjer medeltemperaturen med ytterligare upp till fem grader Celsius. 

Som en följd av allt det här dör omkring 96 procent av havets alla arter ut, och 70 procent av alla landlevande arter. Det så kallade Perm-trias-utdöendet är det mest totala och våldsamma massutdöendet som vår planet har sett. Det har kallats händelsen då det jordiska livet nästan dog. Och då menar jag utplånades totalt – men bara nästan.

 Så våldsam och total är händelsen att den inte bara har fått markera gränsen mellan de geologiska perioderna perm och trias, utan också gränsen mellan jordens urtid, paleozoikum, och jordens medeltid, mesozoikum.

 Och storyn om Perm-trias-utdöendet innehåller viktiga ledtrådar rörande vår egen framtid, som vi gör klokt i att uppmärksamma, medan tid ännu finns. 

 Men innan vi går in på det, hur såg världen ut under perioden som ledde fram till katastrofen? Vad för slags period var perm? 

Svårigheterna med att bo på en superkontinent

Tittar vi på jordgloben, på kartan det vill säga, så ser vi en planet som är blåare än blå. Till största delen täcks jorden av superoceanen Panthalassa. Men det finns land här också, såklart.

 Under tiden före Perm glider kontinenterna Gondwana i söder och Laurasien i norr närmare varandra. I början av Perm, för 300 miljoner år sedan, stöter de ihop och bildar jättekontinenten Pangaea, från grekiskans ord för “allt land”. 

Stora delar av superkontinenten Pangaea blir med tiden till en torr och ogästvänlig öken, eftersom kontinenten är så ofantligt stor att regnmolnen inte riktigt orkar ta sig ända fram till dess inre delar. 

På Pangaeas sydligaste del ligger det stora inlandsisar. Den 100 miljoner år långa, så kallade Karooistiden började redan under den föregående perioden, karbontiden, och fortsätter under större delen av perm.

Pangaeas enorma storlek gör, kort sagt, att klimatförhållandena varierar rejält från norr till söder. 

 De frodiga sumpmarkerna och träsken som dominerade stora delar av jordens landområden under den föregående perioden karbon – och som gav oss de fossila bränslen vi bränner idag – de krymper och ersätts allt mer av barrträd och andra växter som tål torka bättre.

Sumpmark i södra USA.
Bildtext Under perm torkade Pangaeas gamla träsk och sumpmarker ut och ersattes av bland annat barrträden, som bättre tålde torka.

 En grupp av tidiga reptiler, kallade synapsida, börjar ta över den allt torrare terrängen. Skyddade som de är av sina tjocka, fuktbevarande skinn, flyttar de in där fuktälskande amfibier tidigare har styrt och ställt. 

 Eftersom synapsiderna är kallblodiga är de tvungna att hitta på sätt att hantera de stora dagliga temperaturvariationerna, från nätternas minusgrader till närmare +40 grader Celsius under dagen.

 Några av synapsiderna, de så kallade pelycosaurierna (segelödlor), är upp till tre meter långa bestar med segelliknande fenor på ryggen. De här ryggseglen tros ha fungerat som värmeväxlare. De fångar solen på morgonen för att värma de nedkylda och tröga, kallblodiga reptilerna.

Däggdjurens föregångare gör entré

 Pelycosaurierna var också innovativa på det sättet att de hörde till de första djuren som lärde sig utnyttja växter som näring. Säg alltså hej till de första vegetarianerna. 

 Som växtätare behövde pelycosaurierna också utveckla sig specialiserade tänder så att de kunde skära, krossa och finfördela de sega växtfibrerna.

 Det här är ett arv som vi däggdjur har kvar ännu i dag, oavsett diet. Olika sorters tänder för olika behov, Dinosauriernas förfäder, sauropsiderna, höll sig till en enklare uppsättning universaltänder. Å andra sidan kunde dinosaurierna få nya tänder vid behov, an efter, vilket ju var praktiskt. 

 Märk väl förresten, att kampen om överlevnaden och världsherraväldet grovt sett ligger mellan de här två grupperna. Synapsiderna och sauropsiderna, våra förfäder och dinosauriernas (och fåglarnas) förfäder.

 Och ett vapen som synapsiderna har i sin arsenal är deras tanduppsättning som alltså är mycket mer specialiserad och effektiv. 

Däggdjurens förfäde, therapsiderna, från perioden perm.
Bildtext Therapsiderna, däggdjurens (inklusive människans) förfäder under perm. Uppifrån ned och från vänster till höger: Biarmosuchus, Moschops, Myosaurus, IInostrancevia, Pristerognathus och Adelobasileus.

 Senare under perm har vi en särskild sort av synapsider, små, flinka varelser kallade therapsider, som kommer på en smart intern lösning för att hålla sig varma. De utvecklar en tidig form av varmblodighet

 Tack vare det här kan de nu reglera och spara den dyrbara kroppsvärme som matsmältningen ger dem. Deras aktivare metabolism gör dem ännu bättre på att överleva de tvära temperaturskillnaderna i Pangaeas inre ökenlandskap. 

 Den aktivare ämnesomsättningen gör också therapsiderna aktivare, mer energiska och rörliga, snabbare i vändningarna, helt enkelt. Och just det – en del av dem har hår också. Fossilfynden bekräftar det här. Päls, med andra ord, vilket också är en praktisk innovation om man vill hålla sig varm.

 Therapsiderna, får med tiden allt fler av de drag som är bekanta från vår tids fyrfota däggdjur. Inklusive lemmar som är orienterade mer under kroppen, i motsats till den spretande hållningen hos många reptiler och salamandrar.

Tänderna, våra förfäders trumfkort

Therapsiderna fortsätter också utveckla sitt garnityr. Deras skallar har mer utrymme för tuggmuskulatur än sauropsidernas. De har alltså förhållandevis mer styrka i sitt bett än de blivande dinosaurierna. 

Therapsiderna, inte minst de som äter kött, är också kapabla att tugga sin föda innan de sväljer den. Det här till skillnad från sauropsiderna, som sväljer sitt byte helt – så som dagens reptiler fortfarande gör. Till och med fåglarna, vår tids ledande sauropsider, gör ju så. Har du någonsin sett en uggla tugga? Nej, exakt.

Therapsiderna utvecklar också en gom som separerar näspassagen från munnen, vilket gör det möjligt att andas samtidigt som man äter. Vilket jag tackar för.

En annan sak som du kan kolla in för att försäkra dig om att du härstammar från therapsiderna och inte från sauropsiderna: lägg fingret på tinningen och känn efter. Bakom dina ögon, på bägge sidor, har du en tinningsgrop eller fenestra

Alla vi synapsider – vi är alltså synapsider, alla vi däggdjur – har som regel en sådan grop per sida i vårt huvud. Sauropsiderna, inklusive dinosaurierna och vår tids fåglar hade eller har två gropar. Gnugga alltså din tinning och begrunda det faktum att den där gropen tog sin form för mer än 252 miljoner år sedan.

Ett fossil av inostrancevia alexandri.
Bildtext Inostrancevia alexandri. Inostrancevia var hundliknande rovdjur med sabelliknande tänder. De levde i de nordliga delarna av det som numera är Ryssland, för mellan 259 och 252 miljoner år sedan.

 På det hela taget är den här tiden ett otroligt spännande vägskäl i vår utveckling. Och när jag säger “vår” så menar jag uttryckligen oss däggdjur. Vi hade i det här skedet i princip en chans att ta över jorden, att bli den dominerande klassen inom ryggradsdjuren. 

 En del av therapsiderna överlever nämligen den kommande jätteutrotningen som sätter punkt för perm, som vi ska komma till alldeles strax. Och framför allt är det en utvecklingsgren kallad cynodontia som är intressant ur vår synvinkel. De är nämligen däggdjurens, och våra, förfäder. 

 Men här är grejen: dinosauriernas och vår tids fåglars förfäder, sauropsiderna, överlever också. Och nu är det en tävlan om världsherraväldet som väntar. Med facit på hand vet vi att sauropsiderna kommer att vinna den här ronden. De följande nästan tvåhundra miljonerna åren tillhör dem.

Sauropsidernas effektiva lungor

 Sauropsidernas hemliga vapen är deras andningsapparat. De är bättre än många andra på att utvinna syre ur inandningsluften, deras lungor har en effektivare luftväxling än våra. Och det här visar sig vara nyttigt när perm-trias-katastrofen slår till och syrehalten i atmosfären på en kort tid rasar från 30 procent till 15 procent.

 Fåglarnas förfäder ska komma att dra nytta av det här ytterligare en gång, när den enorma asteroiden slår ned 65 miljoner år före vår tid, och gör luften svår att andas.

 Men hur går det för våra förfäder då? Therapsiderna, proto-däggdjuren? De överlever som sagt också perm-trias-katastrofen. Och nu snackar vi alltså framför allt om en grupp små, företagsamma varelser kallade cynodontia, stora som en räv ungefär. Får jag presentera: vår ur-farfar och farmor.

Bonacynodon schulzi, ett av däggdjurens tidiga föregångare från trias-perioden.
Bildtext Farfars farfars farfars farfar x 1 000 000 000, är det du? Bonacynodon levde i trias, efter det stora massutdöendet. Den hade de flesta utmärkande dragen för ett däggdjur, men den lade ännu ägg som en reptil.

 Och att vara liten och flink i fötterna är alltså en god idé när en global katastrof står inför dörren. Det är deras hemliga vapen. Är du liten behöver du mindre energi. Du klarar dig på mindre föda. Och du är kvickare, du kommer undan från dem som vill käka dig.

 Cynodonterna får hur som helst vänta på sin tid i solen. De, och deras ättlingar, de egentliga däggdjuren som dyker upp senare under trias, ska komma att tillbringa större delen av de kommande 200 miljonerna åren undanträngda i en liten ekologisk nisch

 De håller en väldigt låg profil, med andra ord. Men det är nödvändigt när man har blodtörstiga skräcködlor klampande i knutarna. Däggdjuren var under stora delar av trias inte just mycket större än en råtta. De var aktiva på natten och livnärde sig huvudsakligen på insekter. 

 Dessutom byggde de sina bon i gryt under jorden. Också det här är smart när det är en global megakatastrof i stil med perm-trias på gång – eller senare, när dinosaurier vill äta en som frukost. Fortfarande är uppemot hälften av alla däggdjur av den sorten som bygger bon i jordhålor.

 Men nu går vi händelserna i förväg. Den som vill läsa eller höra mer om hur det gick till när sauropsiderna (i form av dinosaurierna) fick övertaget i kampen om världsherraväldet, kan kolla in det avsnitt av Kvanthopp som handlar om den där gången då det regnade i två miljoner år.

Det sibiriska infernot

 Men den här veckan handlar det alltså om det största massutdöendet i jordens historia, det så kallade perm-trias-utdöendet i gränslandet mellan de geologiska perioderna perm och trias för cirka 252 miljoner år sedan.

 Och nu när vi redan har avslöjat hur det gick i kampen mellan våra förfäder och dinosauriernas förfäder i världen efter den stora förstörelsen, kanske det är så dags att säga några ord om själva förstörelsen också.

 Och då hjälper det att ta fram en karta och söka fram mellersta Sibirien, området mellan Uralbergen och Lenafloden. Som sagt, de så kallade sibiriska trapporna. Världskartan såg väldigt annorlunda ut på den här tiden, för 252 miljoner år sedan. Pangaea och allt det där. Men området vi snackar om låg också då uppe på norra halvklotet.

 Det är lite svårt att ens börja beskriva det helvete som släpptes lös när jordskorpan rämnade och den brinnande underjorden vällde upp ur djupet.

 Jag menar, vi har ju en viss mental bild av en vulkan. Den är ett konformat berg som sprutar lava och rök högst uppe. Det vulkaniska infernot som utlöste perm-trias-massutdöendet var ingenting sådant, det var mera… totalt. 

Vulkanutbrott i Holuhraun på Island.
Bildtext Föreställ dig att ett område sex gånger Finlands areal börjar göra... så här. Bilden är från lavafältet Holuhraun på Island, men det kunde också föreställa Sibirien för 252 miljoner år sedan.

 Det har spekulerats mycket i vad det egentligen var som orsakade massutdöendet för 252 miljoner år sedan. Det har snackats om en supernova eller ett komet- eller asteroidnedslag. Men ingen har hittat någon lämplig nedslagskrater från den tiden.

 De sibiriska trapporna däremot, de talar för sig själv. De bildades just uttryckligen vid den tiden, när en kraftig mantelplym från jordens inre börjar stiga upp och bränna mot jordskorpan. 

 Fyra miljoner kubikkilometer basaltlava, det blir brutalt när jorden spyr upp så mycket brinnande stenmassa. I ett vansinnigt megautbrott som pågår i en miljon år.

 Ingenting som vi har sett eller ens hört om från modern tid, kommer ens nära. Tamboras utbrott i Indonesien 1815 är det största i historisk tid. Det vräkte ut mellan 100 och 150 kubikkilometer vulkaniskt material.

 Det största utbrottet under de senaste två miljonerna åren, Yellowstones supervulkan i nuvarande USA: cirka 2 500 kubikkilometer. Skulle det ske idag, då skulle USA mer eller mindre upphöra att existera. Den mänskliga civilisationen likaså.

Sex gånger Finlands areal

 Men det sibiriska utbrottet var nästan två tusen gånger mer massivt än det här, än Yellowstones största utbrott genom tiderna. Som sagt, fyra miljoner kubikkilometer. Täcker en areal som motsvarar närmare sex gånger hela Finlands yta.

 Det här ledde sedan till sju sorters elände. Minst sju sorters. Till en början blev det en kraftig global nedkylning. Det där vi kallar atomvinter. Eller vulkanvinter.

 Men sedan började temperaturen stiga. De massiva vulkanutbrotten frigjorde enorma mängder koldioxid som successivt tros ha höjt jordens medeltemperatur med 4-5°C. 

 Och utbrotten i sig var inte nog. Den brinnande lavan antände dessutom stora lager av kol som hade samlats i marken under karbonperioden, mellan 100 och 50 miljoner år tidigare. 

 Man kan ju se en viss ironi att vi fortfarande bränner upp skogar och kärr från samma period nu i vår tid och orsakar ännu en klimatkatastrof.

 Alla bränderna ledde också till enorma utsläpp av svaveldioxid, vilket ledde till att ozonlagret tog stryk, och så blev det sura regn också. Både havet och landbacken försurades svårt, med andra ord. 70 procent av alla skalbildande arter i havet tros ha dött ut bara av att vattnet blev så surt.

Metanbubblor som stiger från havsbottnen.
Bildtext Metanbubblor stiger från havsbottnen utanför Virginia i USA. Om havet värms upp tillräckligt, som det gjorde för 252 miljoner år sedan, frigörs stora mängder metan i rask takt, vilket får klimatuppvärmningen att skena iväg.

 Den kraftiga uppvärmningen innebar samtidigt att syrehalten i både havet och atmosfären kollapsade, som sagt från omkring 30 procent till 15 procent i luften. Bara det här var ett dråpslag för en stor del av livet både till havs och på land. 

 Men som om det här inte var illa nog så betydde det allt varmare havet sannolikt också att det frigjordes enorma mängder metan som låg infruset i havsbottnarna. Vi har massvis med dylika metanavlagringar här på jorden nu i vår tid också, inte minst i de arktiska kustvattnen. 

 Och när den här sortens metanlager går i luften, det är lite som att trycka på turboknappen i den globala uppvärmningen, som skenar iväg helt ohämmat. Totalt kan vulkanutbrotten och det frigjorda metanet ha höjt jordens medeltemperatur med ytterligare fem grader Celsius. Inalles närmare 10 grader mätt från början av katastrofen, alltså.

En stinkande värld

 Det uppvärmda och allt syrefriare havet ledde också till att det bildades giftiga gaser i bottensedimenten. Närmare bestämt svavelväte, som inte bara är giftigt att andas, det luktar som ruttna ägg också. Världen blev inte bara en dödlig plats, den stank dessutom.

 På den senare tiden har man börjat misstänka att en liten, levande organism kan ha haft sitt finger i smeten när det kommer till de nämnda metanutsläppen bakom världens största massutdöende. En bakterie, eller snarare en arké , en encellig liten sak vid namn Methanosarcina. Enligt en amerikansk studie från 2014 utvecklade Methanosarcina just vid den här tiden, för omkring 250 miljoner år sedan, en gen som gjorde det möjligt för den att förbruka acetat.

 Acetat är ett av kolvätena som frigjordes från bottenslammet i de allt varmare och syrefriare haven när megakatastrofen rullade vidare. Och när Methanosarcina förökade sig vilt och käkade acetat, bildades det metan i processen. Väldiga mängder metan.

 Att Methanosarcina kunde göra det här beror på ännu en koppling till de väldiga vulkanutbrotten som var på gång. Methanosarcina behövde nämligen zink för sin metanproduktion, det ingick i processen. Och vulkanutbrotten frigjorde rikligt med zink.

 Med andra ord kan en betydande del av metanbomben som briserade vid den här tiden ha utlösts av det jordiska livet självt, av lilla Methanosarcinas mumsande. Vissa forskare menar rentav att det var Methanosarcinas utsläpp som var den direkta orsaken till allt elände, vulkanutbrotten var bara en utlösande och påskyndande faktor.

Fossiliserade trilobiter.
Bildtext Trilobiterna var en gång bland de allmännaste djuren på planeten. Det levde uppemot 50 000 olika trilobitarter i haven - ända tills perm-trias-massutdöendet som tog knäcken på dem totalt.

 Må nu vara hur som helst med den saken, men brutala tider var det då, för 252 till 251 miljoner år sedan. Omkring 96 procent av alla havslevande arter gick åt pipan, och uppemot 70 procent av alla landlevande ryggradsdjur. Kan ännu nämnas att det här var det enda kända massutdöendet där också insekterna var involverade på bred front.

 Just det ja, och som jag har nämnt i ett tidigare avsnitt av Kvanthopp: trilobiterna, havets och hela djurrikets riktiga rockstjärnor, som hade funnits sedan tidernas gryning och som var vanliga som rosk – puts väck, fullkomligt utplånade blev de. Inte en enda art av dem överlevde.

 Inalles överlevde bara 10 procent av alla jordens arter – jämför det här med massutdöendet efter jätteasteroiden som slog ned och utrotade dinosaurierna för 65 miljoner år sedan. Då överlevde mellan 25 och 50 procent av alla arter. 

Undergång med expressfart

Vissa forskare oroar sig också för hur fort allting gick. Perm-trias-utdöendet kom inte med några varningssignaler, det skedde snabbt och abrupt. Det hela var över på ett ögonblick, mätt enligt den geologiska tidsskalan. 

Det var inte så att massutdöendet slog till med detsamma som vulkanerna började spy lava och rök. Ekosystemen tycks ha hållit ställningarna ett bra tag in i det hela. Men sen när kollapsen en gång började, gick den med en rasande fart. Som ett korthus som faller, liksom. Med ens var största delen av allt liv bara borta.

Det oroväckande här är att vi ser samma sorts atmosfäriska uppvärmning idag, bara mycket snabbare. Och vi kommer inte nödvändigtvis att få något varningsskott, vi heller.

Vi har haft tur hittills, vi däggdjur alltså. Och en del skicklighet. Vi och våra förfäder tog oss genom det stora perm-trias-massutdöendet för 252 miljoner år sedan, det största av dem alla. Tack vare att vi var små och flinka. 

Samma egenskaper hjälpte oss genom katastrofen som orsakades av asteroiden för 65 miljoner år sedan, den som tog kål på de stora dinosaurierna (men sparade de små fåglarna). Vi hade hjälp av att vi var små, obemärkta, så att liemannen inte ens noterade oss.

Men den här gången… tja, frågan är om vi människor inte har blivit lite för stora för vårt eget bästa. På flera sätt än ett.

Mer om ämnet på Yle Arenan

Diskussion om artikeln