^{Toimetas Priit Ennet}

Rühm Ameerika teadlasi väidab, et umbes pool miljardit aastat tagasi vähenes merevees tugevalt hapnikusisaldus. Ja just hapnikupuudus võis nendes sõnul olla üks põhjusi, miks paljud elusolendid tollal välja surid. Benjamin Gill Harvardi Ülikoolist ja ta kolleegid on uurinud 500 miljoni aasta vanuseid kivimeid ja mõõtnud seal süsiniku- ja väävliisotoopide sisaldust.

Ajastut, mil need settekivimid tekkisid, tunneme tänapäeval kambriumi nime all. See oli ajastu, mille algupoole ookeanide elurikkus väga järsult kasvas: tekkis palju uusi hulkrakseid ja keeruka ehitusega olendeid. Aga ajastu teisel poolel tuli tagasilöök. Hukka sai palju mereloomaliike, nende seas näiteks ka tuntud lülijalgseteklassi trilobiitide esindajaid.

Gilli ja ta kaastöötajate võetud proovides ilmnevat iseloomulikku süsiniku- ja väävlisisaldust kohtab tänapäeval ainult väga hapnikuvaestes meredes. Teadlased kirjutavad nüüd ajakirjas Nature, et arvatavasti saidki just hapnikupuudus ja mürgise vesiniksulfiidi levik paljudele kambriumi ajastu loomadele saatuslikuks.

Kambriumi teises pooles oli veel muidki väljasuremislaineid peale selle, mida nüüd uuriti, ja Gill oletab, et neiski võis vee hapnikusisalduse langus mingit osa mängida. Mis põhjusel aga hapnikku vähemaks võis jääda, selle küsimuse vastust Gill ja ta kaasautorid ei tea.


Vastab Benjamin Gill

Kõigepealt, kui kerge või raske üleüldse kambriumi süsinikühendite abil ajastu kohta usaldusväärseid andmeid hankida on? Muidugi ei kahtle keegi nende vanuse määramise meetodi töökindluses, aga kui palju olemasolevate andmete põhjal nõnda öelda ennustusi tegema peab?

See on suur planeet, nii et kõikidest maailmapaikadest on tõepoolest raske näidiseid saada. Seega võib öelda, et ekstrapolatsioon* mängib tõepoolest paleookenograafias suurt rolli. Mida kaugemat minevikku me uurime, seda vähem ja vähem kivimeid säilinud on. Ja harilikult on need ka väga sügavale mattunud.

Meie uurimuse puhul on meil kindlaid andmeid kolmelt erinevalt paleokontinendilt ning neljast erinevast kunagisest settebasseinist. Nendes kõigis käib läbi sarnane muster. Seega oleme me kindlad, et tegu on globaalse sündmusega.

Samas märgite te ära, et ühe väävliühendi – erinevatest piirkondadest pärit sulfaadi isotoobi näidistes esineb märkimisväärseid erinevusi...

Tõepoolest esineb põhiandmetes mõningaid variatsioone. Me arvame, et need erinevused on tingitud merede sulfaadireservuaaride suhtelisest väiksusest. See võimaldas omakorda kohalikul väävlitsüklil sellele ka oma eristuv jälg jätta, mis meile praegu küsimust valmistab.

Ajakirjas Nature ilmunud arvamusartiklis märgib Dr. Shields-Zhou, et süsiniku ning väävliühendite settimine oleks pidanud atmosfääris leiduva hapniku hulka kasvatama, sellegipoolest viitavad reaalsed geokeemilised andmed millelegi muule. Kuidas seda selgitada saab?

Ma peaksin kõigepealt ütlema, et Dr. Shields-Zhou'l on õigus – süsiniku ja väävli setetesse kuhjumine oleks pidanud atmosfääris hapniku hulka kasvatama. Omavahel öeldes töötab üks mu kaasautoritest Matt Saltzman parasjagu uurimuse kallal, mis tõestab just nimelt sellist stsenaariumit. Las ma selgitan...

 

Orgaanilise süsiniku hulga, mida me setetes leiame, määrab otseselt fotosüntees, mis toodab nii hapnikku kui seob süsinikku. Enamik toodetavast hapnikust leiab hiljem tee teiste organismide hingamiselunditesse, misläbi tekib taas süsihappegaas ja vesi. Natukene sellest orgaanilisest süsinikust hapnikku tarvitavate organismideni ei jõua ning maetakse setetesse. Seeläbi jääb vaba hapnikku nii ookeanidesse ja atmosfääri.

Seega kambriumi ajastu lõppu ning massilist väljasuremist märkiv sündmus, mida me uurisime, kasvatas järsult nii setete hulka, kui ka seeläbi ookeanides ning atmosfääris leiduva hapniku hulka. Seetõttu toimis see hapnikuvaeste tingimuste vastu negatiivse tagasisidena ning viis viimaks taas erinevate organismide paljususeni.

Siiski jääb vastamata aga küsimus, miks hapnikutase juba esimesel juhul nii järsult langes ning esmase väljasuremise põhjustas. Kuigi ametlikku versiooni veel ei ole – kas kogukonnas liigub potentsiaalikaid hüpoteese?

Üks võimalus on, et mingil hetkel muutus maailmamere tase kaks korda üpris järsult – seda oleme me teadnud juba üpris pikka aega. Need muutused oleksid radikaalselt suurendanud ookeani poolt kaetud mandriliustike hulka. See oleks omakorda tähendanud ka sügavamaid ookeane ning seega ka hapnikuvaesemaid veekogusid. Samas ei selgita see, miks meretase juba esimesel juhul muutus. Geoloogid on seda probleemi üritanud lahendada juba tükk aega, kuid edutult.

 

Mida Sa ise uurimuse puhul rõhutaksid ning kas sa julgeksid prognoosida, milline mõju sellel biokeemilisi tsükleid ning evolutsiooni uurivale kogukonnale on?

Ma rõhutaksin, et meie uurimus on väga multidistsiplinaarne ehk me viisime kokku kõik geokeemilised, geoloogilised ning paleontoloogilised andmed, mis üldse saadaval olid. Sääraselt kombineeritud lähenemine on iidse Maailma mõistmiseks väga võimas tööriist. Ma loodan isiklikult, et see julgustab kogukonda uurima tõsisemalt elu evolutsiooni ning muutuva Maa keskkonna vahelist seost ajastutel, mille kohta on meil kindel geoloogiline tõestusmaterjal.

*-nähtuse ühe osa jälgimisel tehtud järelduste laiendamine nähtuse teisele osale.

Küsis Jaan-Juhan Oidermaa

Vaata veel: Oxygen crash led to Cambrian mass extinction (New Scientist)