Er is nog steeds discussie over de oorzaken van alle Massa-extincties. In het algemeen kunnen grote uitstervingen ontstaan wanneer een biosfeer onder langdurige stress een korte-termijn schok ondergaat. Een onderliggend mechanisme lijkt aanwezig te zijn in de correlatie van extinctie en ontstaanssnelheden met diversiteit. Grote diversiteit leidt tot een aanhoudende toename van het uitstervingspercentage; lage diversiteit leidt tot een aanhoudende toename van het ontstaanspercentage. Deze vermoedelijk ecologisch gecontroleerde relaties versterken waarschijnlijk kleinere verstoringen (asteroïde inslagen, enz.,) om de waargenomen globale effecten te veroorzaken.
het identificeren van oorzaken van specifieke massa-extinctiesedit
een goede theorie voor een bepaalde massa-extinctie moet: (i) alle verliezen verklaren, Niet alleen focussen op een paar groepen (zoals dinosaurussen); (ii) uitleggen waarom bepaalde groepen organismen stierven en waarom anderen overleefden; (iii) mechanismen verschaffen die sterk genoeg zijn om een massa-extinctie te veroorzaken, maar niet een totale extinctie; (iv) gebaseerd zijn op gebeurtenissen of processen die kunnen worden aangetoond dat ze hebben plaatsgevonden, niet alleen afgeleid uit de extinctie.,
Het kan nodig zijn combinaties van oorzaken te overwegen. Bijvoorbeeld, het mariene aspect van het uitsterven van het eind krijt lijkt te zijn veroorzaakt door verschillende processen die gedeeltelijk overlapten in de tijd en kunnen verschillende niveaus van betekenis in verschillende delen van de wereld hebben gehad.
Arens and West (2006) stelde een “press / pulse” model voor waarin massa-extincties over het algemeen twee soorten oorzaken vereisen: langdurige druk op het ecosysteem (“press”) en een plotselinge catastrofe (“pulse”) tegen het einde van de periode van druk.,Hun statistische analyse van de extinctie van de zee in het Phanerozoïcum suggereerde dat noch de druk op lange termijn alleen, noch een catastrofe alleen voldoende was om een significante toename van de extinctie te veroorzaken.
meest ondersteunde explanationsEdit
- overstromingen basalt gebeurtenissen: 11 gebeurtenissen, Alle geassocieerd met significante uitstervingen, maar Wignall (2001) concludeerde dat slechts vijf van de belangrijkste uitstervingen samenvielen met overstromingen basalt uitbarstingen en dat de belangrijkste fase van uitsterven begon voor de uitbarstingen.,
- zeeniveaudalingen: 12, waarvan er zeven geassocieerd werden met significante extincties.
- asteroïde-inslagen: een grote impact wordt geassocieerd met een massa–extinctie, dat wil zeggen de Krijt-Paleogene extinctie; er zijn veel kleinere inslagen geweest, maar ze worden niet geassocieerd met significante extincties.
de meest voorkomende oorzaken van massa-extincties worden hieronder opgesomd.,
overstromingsgebasaltedit
de vorming van grote stollingsprovincies door overstromingsgebasaltegebaseerde kon hebben:
- geproduceerd stof en deeltjes aërosolen die de fotosynthese remde en daardoor voedselketens instortte zowel op het land als op zee
- uitgestoten zwaveloxiden die neergeslagen werden als zure regen en vele organismen vergiftigden, wat verder bijdroeg tot de ineenstorting van voedselketens
- uitgestoten koolstofdioxide en dus mogelijk een aanhoudende opwarming van de aarde veroorzaakt deeltjes aerosolen afgevoerd.,
Flood basalt gebeurtenissen komen voor als pulsen van activiteit onderbroken door slapende periodes. Hierdoor is het waarschijnlijk dat het klimaat schommelt tussen afkoeling en opwarming, maar met een algemene trend in de richting van opwarming, omdat de kooldioxide die ze uitstoten honderden jaren in de atmosfeer kan blijven.
Er wordt gespeculeerd dat massief vulkanisme het end-Perm, End-Trias en End-krijt-uitsterven veroorzaakte of bijdroeg. De correlatie tussen gigantische vulkanische gebeurtenissen uitgedrukt in de grote stolling provincies en massa-uitstervingen werd aangetoond voor de laatste 260 miljoen jaar., Onlangs werd een dergelijke mogelijke correlatie uitgebreid over het hele Phanerozoïcum Eon.
zeespiegeldaling
deze worden vaak duidelijk gekenmerkt door wereldwijde sedimenten van gelijktijdige sedimenten die een volledige of gedeeltelijke overgang van zeebodem naar getijdenzone naar strand naar droog land laten zien-en waarbij er geen bewijs is dat de rotsen in de relevante gebieden zijn ontstaan door geologische processen zoals orogenese., Een daling van de zeespiegel zou het Continentale platgebied (het meest productieve deel van de oceanen) voldoende kunnen verminderen om een massale uitsterving van de zee te veroorzaken, en zou weerpatronen genoeg kunnen verstoren om uitstervingen op het land te veroorzaken. Maar de daling van de zeespiegel is zeer waarschijnlijk het gevolg van andere gebeurtenissen, zoals aanhoudende wereldwijde afkoeling of het zinken van de mid-oceanische ruggen.
zeeniveaudalingen worden geassocieerd met de meeste massa—extincties, waaronder alle “Big Five”-End-Ordovicium, Laat-Devoon, End-Perm, End-Trias en End-krijt.,
een studie uit 2008, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, stelde een relatie vast tussen de snelheid van massa-extinctie en veranderingen in zeeniveau en sediment. De studie suggereert dat veranderingen in het oceaanmilieu gerelateerd aan de zeespiegel een drijvende invloed hebben op de snelheid van uitsterven, en in het algemeen de samenstelling van het leven in de oceanen bepalen.
Impact eventsEdit
de impact van een voldoende grote asteroïde of komeet kan ertoe hebben geleid dat voedselketens zowel op het land als op zee instortten door stof en deeltjes aërosolen te produceren en zo fotosynthese te remmen., Effecten op zwavelrijke gesteenten kunnen zwaveloxiden hebben uitgestoten die neerslaan als giftige zure regen, wat verder heeft bijgedragen aan de ineenstorting van voedselketens. Dergelijke effecten kunnen ook megatsunamis en/of wereldwijde bosbranden hebben veroorzaakt.de meeste paleontologen zijn het er nu over eens dat een asteroïde de aarde ongeveer 66 Ma heeft geraakt, maar er is een voortdurende discussie of de inslag de enige oorzaak was van het uitsterven van het Krijt–Paleogeen.,in oktober 2019 rapporteerden onderzoekers echter dat de inslag van de Chicxulub asteroïde uit het Krijt, die resulteerde in het uitsterven van niet-aviaire dinosaurussen 66 Ma, ook snel de oceanen verzuurde, met ecologische instorting en langdurige gevolgen voor het klimaat, en een belangrijke reden was voor massa-extinctie uit het Krijt.
volgens de Shiva-hypothese wordt de aarde ongeveer eens in de 27 miljoen jaar blootgesteld aan een toename van asteroïde-inslagen door de passage van de zon door het vlak van de Melkweg, waardoor met tussenpozen van 27 miljoen jaar uitsterven wordt veroorzaakt., Er is enig bewijs voor deze hypothese naar voren gekomen in zowel mariene als niet-mariene contexten. Als alternatief kan de passage van de zon door de spiraalarmen van de Melkweg met een hogere dichtheid samenvallen met massa-extinctie op aarde, misschien als gevolg van verhoogde inslaggebeurtenissen. Een heranalyse van de effecten van de transit van de zon door de spiraalstructuur op basis van CO-gegevens heeft echter geen correlatie gevonden.,
Global coolingEdit
aanhoudende en significante wereldwijde koeling kan vele polaire en gematigde soorten doden en anderen dwingen om naar de evenaar te migreren; het beschikbare gebied voor tropische soorten verminderen; het klimaat op aarde gemiddeld vaak droogder maken, voornamelijk door meer van het water van de planeet in ijs en sneeuw op te sluiten. De ijscycli van de huidige ijstijd zouden slechts een zeer geringe invloed hebben gehad op de biodiversiteit, dus het bestaan van een significante afkoeling is op zich niet voldoende om een massa-extinctie te verklaren.,
Er is gesuggereerd dat globale afkoeling het einde-Ordovicium, Perm–Trias, Laat-Devoon uitsterven veroorzaakte of bijdroeg, en mogelijk andere. Duurzame wereldwijde koeling onderscheidt zich van de tijdelijke klimaateffecten van overstromingen in basalt.,
Global warming Edit
Dit zou het tegenovergestelde effect hebben: het gebied uitbreiden dat beschikbaar is voor tropische soorten; gematigde soorten doden of ze dwingen naar de polen te migreren; mogelijk ernstige uitstervingen van poolsoorten veroorzaken; het klimaat op aarde vaak gemiddeld natter maken, voornamelijk door ijs en sneeuw te smelten en zo het volume van de watercyclus te verhogen. Het kan ook anoxische gebeurtenissen in de oceanen veroorzaken (zie hieronder).
opwarming van de aarde als oorzaak van massa-extinctie wordt ondersteund door verschillende recente studies.,
het meest dramatische voorbeeld van aanhoudende opwarming is het Paleoceen-Eoceen thermal Maximum, dat geassocieerd werd met een van de kleinere massa-extincties. Er wordt ook gesuggereerd dat het de Trias–Jura-uitsterving heeft veroorzaakt, waarbij 20% van alle zeefamilies zijn uitgestorven. Verder wordt gesuggereerd dat de Perm–Trias extinctie gebeurtenis veroorzaakt werd door opwarming.
clathrate gun hypothesis
Clathrates zijn composieten waarin een rooster van een stof een kooi om een andere vormt., Methaanclathraten (waarin watermoleculen de kooi vormen) vormen zich op continentale planken. Deze clathrates zullen waarschijnlijk snel uiteenvallen en het methaan vrijgeven als de temperatuur snel stijgt of de druk op hen snel daalt-bijvoorbeeld als reactie op een plotselinge opwarming van de aarde of een plotselinge daling van de zeespiegel of zelfs aardbevingen. Methaan is een veel krachtiger broeikasgas dan kooldioxide, dus een methaanuitbarsting (“clathrate gun”) kan een snelle opwarming van de aarde veroorzaken of het veel ernstiger maken als de uitbarsting zelf werd veroorzaakt door de opwarming van de aarde.,
de meest waarschijnlijke signatuur van een dergelijke methaanuitbarsting zou een plotselinge daling van de verhouding koolstof-13 tot koolstof-12 in sedimenten zijn, aangezien methaanclathraten laag zijn in koolstof-13; maar de verandering zou zeer groot moeten zijn, omdat andere gebeurtenissen ook het percentage koolstof-13 kunnen verminderen.er is gesuggereerd dat” clathrate gun”methaanuitbarstingen betrokken waren bij de extinctie van het Eindpermien (“The Great Dying”) en in het Paleoceen-Eoceen thermal Maximum, wat geassocieerd werd met een van de kleinere massa–extincties.,
anoxische eventsEdit
anoxische events zijn situaties waarin de middelste en zelfs de bovenste lagen van de oceaan een tekort of een volledig zuurstofgebrek krijgen. Hun oorzaken zijn complex en controversieel, maar alle bekende gevallen worden geassocieerd met ernstige en aanhoudende opwarming van de aarde, meestal veroorzaakt door aanhoudende massale vulkanisme.,
Er is gesuggereerd dat anoxische gebeurtenissen de ordovicische–Silurische, laat–Devonische, Perm–Trias–en Trias-Jura-extincties veroorzaakten of bijdroegen, evenals een aantal kleinere extincties (zoals de Ireviken, Mulde, Lau, Toarcian en Cenomanian-Turoian gebeurtenissen). Aan de andere kant zijn er wijdverspreide zwarte leisteenbedden uit het midden-Krijt die wijzen op anoxische gebeurtenissen, maar niet geassocieerd worden met massa-uitstervingen.,
de biobeschikbaarheid van essentiële sporenelementen (in het bijzonder selenium) voor potentieel dodelijke dieptepunten is aangetoond samen te vallen met, en heeft waarschijnlijk bijgedragen tot, ten minste drie massale extinctie in de oceanen, d.w.z. aan het einde van het Ordovicium, tijdens het Midden-en Laat-Devoon en aan het einde van het Trias. Tijdens periodes van lage zuurstofconcentraties wordt zeer oplosbaar selenaat (Se6+) omgezet in veel minder oplosbare selenide (Se2-), elementaire se en organo-seleniumcomplexen., De biobeschikbaarheid van selenium tijdens deze uitstervingsgebeurtenissen daalde tot ongeveer 1% van de huidige oceanische concentratie, een niveau dat Voor veel bestaande organismen dodelijk is gebleken.de Britse oceanoloog en atmosferische wetenschapper Andrew Watson legde uit dat, hoewel het Holoceen veel processen vertoont die doen denken aan die welke hebben bijgedragen aan anoxische gebeurtenissen in het verleden, het “duizenden jaren zou duren voordat een volledige oceaananoxie zich zou ontwikkelen”.,Kump, Pavlov and Arthur (2005) hebben voorgesteld dat tijdens de Perm–Trias-extinctie de opwarming ook het oceanische evenwicht verstoorde tussen fotosynthetiserende plankton en diepwater-sulfaatreducerende bacteriën, waardoor enorme emissies van waterstofsulfide ontstonden die het leven op zowel het land als op zee vergiftigden en de ozonlaag sterk verzwakten, waardoor veel van het leven dat nog overbleef aan fatale UV-straling werd blootgesteld.,
oceanische kanteling
oceanische kanteling is een verstoring van de thermohalinecirculatie die het oppervlaktewater (dat door verdamping zouter is dan diep water) rechtstreeks naar beneden laat zinken, waardoor anoxisch diep water naar het oppervlak wordt gebracht en daardoor de meeste zuurstof-ademende organismen die op het oppervlak en de middelste diepte leven, worden gedood. Het kan zowel aan het begin als aan het einde van een glaciatie voorkomen, hoewel een omkering aan het begin van een glaciatie gevaarlijker is omdat de voorafgaande warme periode een groter volume anoxisch water heeft gecreëerd.,
In tegenstelling tot andere oceanische catastrofes zoals regressies (vallen van de zeespiegel) en anoxische gebeurtenissen, laten kantelen niet gemakkelijk geïdentificeerde “signaturen” achter in rotsen en zijn het theoretische gevolgen van de conclusies van onderzoekers over andere klimatologische en mariene gebeurtenissen.
Er is gesuggereerd dat de oceanische omverwerping de late Devoon–en Perm-Trias-uitstervingen veroorzaakte of bijdroeg.,
een nabije burstedit
een nabije gammaflits (minder dan 6000 lichtjaar verwijderd) zou krachtig genoeg zijn om de ozonlaag van de aarde te vernietigen, waardoor organismen kwetsbaar worden voor ultraviolette straling van de zon. Gammastraaluitbarstingen zijn vrij zeldzaam, komen slechts een paar keer voor in een bepaald melkwegstelsel per miljoen years.It er is gesuggereerd dat een uitbarsting van een supernova of gammastraling het uitsterven van het Ordovicium veroorzaakte.,
Geomagnetische reversalEdit
een theorie is dat perioden van verhoogde geomagnetische reversals het magnetische veld van de aarde lang genoeg zullen verzwakken om de atmosfeer bloot te stellen aan de zonnewinden, waardoor zuurstofionen de atmosfeer in een snelheid die met 3-4 orden wordt verhoogd, zullen ontsnappen, wat resulteert in een desastreuze afname van zuurstof.,
Platentektonieksedit
beweging van de continenten in bepaalde configuraties kan op verschillende manieren tot uitsterven leiden of bijdragen: door ijstijden in gang te zetten of te beëindigen; door oceaanstromingen en windstromingen te veranderen en zo het klimaat te veranderen; door zeewegen of landbruggen te openen die voorheen geïsoleerde soorten blootstellen aan concurrentie waarvoor ze slecht zijn aangepast (bijvoorbeeld het uitsterven van de meeste inheemse hoefdieren van Zuid-Amerika en al zijn grote metatherianen na de aanleg van een landbrug tussen Noord-en Zuid-Amerika)., Af en toe creëert continentale drift een supercontinent dat het overgrote deel van het landoppervlak van de aarde omvat, wat, naast de hierboven genoemde effecten, waarschijnlijk de totale oppervlakte van het continentaal plat (het meest soortenrijke deel van de oceaan) zal verminderen en een uitgestrekt, droog continentaal binnenland zal produceren dat extreme seizoensgebonden variaties kan vertonen.
een andere theorie is dat de creatie van het supercontinent Pangea heeft bijgedragen aan de massa-extinctie van het Eindperm., Pangea werd bijna volledig gevormd tijdens de overgang van het Midden-Perm naar het Laat-Perm, en het diagram “Marine genus diversity” aan de bovenkant van dit artikel toont een niveau van extinctie vanaf dat moment dat in aanmerking zou zijn gekomen voor opname in de “Grote Vijf” als het niet overschaduwd was door de “grote stervenden” aan het einde van het Perm.
andere hypothesenedit
vele andere hypothesen zijn voorgesteld, zoals de verspreiding van een nieuwe ziekte, of eenvoudige out-competition na een bijzonder succesvolle biologische innovatie., Maar ze zijn allemaal afgewezen, meestal om een van de volgende redenen: ze vereisen gebeurtenissen of processen waarvoor er geen bewijs is; ze gaan uit van mechanismen die in strijd zijn met het beschikbare bewijs; ze zijn gebaseerd op andere theorieën die zijn afgewezen of vervangen.wetenschappers zijn bezorgd dat menselijke activiteiten meer planten en dieren zouden kunnen doen uitsterven dan enig moment in het verleden. Samen met door de mens veroorzaakte veranderingen in het klimaat (zie hierboven), kunnen sommige van deze uitstervingen worden veroorzaakt door overhunting, overbevissing, invasieve soorten of habitatverlies., Een studie gepubliceerd in Mei 2017 in Proceedings of the National Academy of Sciences stelde dat een “biologische vernietiging” verwant aan een zesde massa-extinctie gebeurtenis is aan de gang als gevolg van antropogene oorzaken, zoals overbevolking en overconsumptie. De studie suggereerde dat maar liefst 50% van het aantal dieren dat ooit op aarde leefde al uitgestorven was, wat ook de basis voor het menselijk bestaan bedreigde.,
Future biosphere extinction / sterilisationedit
de uiteindelijke opwarming en uitdijing van de zon, gecombineerd met de uiteindelijke afname van koolstofdioxide in de atmosfeer, zou in feite een nog grotere massa-extinctie kunnen veroorzaken, met het potentieel om zelfs microben uit te roeien (met andere woorden, de aarde is volledig gesteriliseerd), waar de stijgende wereldwijde temperaturen als gevolg van de uitdijende zon geleidelijk de verweringssnelheid zullen verhogen, waardoor op zijn beurt meer en meer koolstofdioxide uit de atmosfeer wordt verwijderd., Wanneer het kooldioxidegehalte te laag wordt (misschien bij 50 ppm), zal alle plantenleven uitsterven, hoewel eenvoudigere planten zoals grassen en mossen veel langer kunnen overleven, totdat CO
2 niveaus dalen tot 10 ppm.
nu alle fotosynthetische organismen verdwenen zijn, kan atmosferische zuurstof niet meer worden aangevuld, en wordt uiteindelijk verwijderd door chemische reacties in de atmosfeer, misschien door vulkaanuitbarstingen. Uiteindelijk zal het verlies van zuurstof ervoor zorgen dat alle resterende aërobe leven uitsterven door verstikking, waardoor alleen eenvoudige anaërobe prokaryoten achterblijven., Wanneer de zon 10% helderder wordt in ongeveer een miljard jaar, zal de aarde lijden aan een vochtig broeikaseffect waardoor de oceanen wegkoken, terwijl de vloeibare buitenste kern van de aarde afkoelt als gevolg van de expansie van de binnenste kern en zorgt ervoor dat het magnetische veld van de Aarde wordt uitgeschakeld. Bij afwezigheid van een magnetisch veld, zullen geladen deeltjes van de zon de atmosfeer uitputten en de temperatuur van de Aarde verder verhogen tot een gemiddelde van ~420 K (147 °C, 296 °F) in 2,8 miljard jaar, waardoor het laatste leven op aarde zal uitsterven. Dit is het meest extreme geval van een door het klimaat veroorzaakte uitsterving., Aangezien dit pas laat in het leven van de zon zal gebeuren, zal dit de laatste massa-extinctie in de geschiedenis van de aarde veroorzaken (zij het een zeer lange uitstervingsgebeurtenis).