Semua orang tahu tentang kepunahan dinosaurus. Kepunahan terburuk disebabkan oleh kenaikan suhu yang cepat.
Kepunahan paling parah di bumi terjadi jauh sebelum dampak asteroid pembunuh yang memusnahkan dinosaurus. Itu terjadi sekitar 252 mya, dan itu menandai akhir dari apa yang disebut Periode Permian. Kepunahan ini dikenal sebagai Peristiwa Kepunahan Permian-Trias, Kepunahan Akhir-Permian, atau lebih tepatnya, "Kematian Hebat." Hingga 70% vertebrata darat dan hingga 96% dari semua spesies laut musnah selama The Great Dying.
Bagaimana hal itu terjadi? Bisakah itu terjadi lagi?
"Studi ini menyoroti potensi kepunahan massal yang timbul dari mekanisme serupa di bawah perubahan iklim antropogenik." - penulis utama Justin Penn, School of Oceanography, University of Washington.
Para ilmuwan telah bekerja keras untuk memahami penyebab kepunahan terburuk dalam sejarah Bumi. Tetapi sulit untuk mengumpulkan bukti dari sesuatu yang terjadi lebih dari 250 mya. Petunjuk dari peristiwa yang dulu tersembunyi di batu, dan banyak dari batu yang lama telah ditundukkan. Tidak ada pistol merokok seperti kawah besar. Hanya ada sedikit bukti. Satu bukti khusus sangat meyakinkan: bukti fosil yang menunjukkan distribusi spesies laut yang punah, versus yang tidak.
Sebuah studi baru yang diterbitkan di Science menunjukkan catatan fosil dan menunjukkan bahwa penyebab di balik Kematian Hebat adalah perubahan iklim. Dan meskipun perubahan iklim pada saat itu kemungkinan disebabkan oleh gunung berapi, implikasinya jelas: perubahan iklim, apakah disebabkan oleh gunung berapi atau sesuatu yang lain, dapat menyebabkan kepunahan yang sama buruknya dengan, atau lebih buruk dari, dampak asteroid.
Makalah ini berjudul "Hipoksia yang bergantung pada suhu menjelaskan biogeografi dan keparahan kepunahan massa laut akhir-Permian." Penulis utama adalah Justin Penn dari School of Oceanography, di University of Washington. Dalam studi tersebut, Penn dan rekan penulis menyimpulkan bahwa kenaikan suhu lautan dan hipoksia yang menyertainya menyebabkan The Great Dying, dan kemungkinan kepunahan lainnya juga.
"... pemanasan iklim dan hilangnya oksigen adalah penyebab utama kepunahan." - Justin Penn, Sekolah Oseanografi, Universitas Washington.
Satu ton bukti menunjukkan bahwa mekanisme di balik perubahan iklim itu 252 mya adalah gunung berapi. Efek utama dari gunung berapi adalah iklim pemanasan, karena gas rumah kaca yang mereka suntikkan ke atmosfer. Gunung berapi memiliki efek lain, tetapi pemanasan adalah kuncinya. Itu menyebabkan lautan menjadi hangat secara signifikan.
Para peneliti menggabungkan pemodelan iklim dengan catatan fosil untuk sampai pada kesimpulan mereka. Mereka memodelkan iklim berdasarkan pada Bumi tepat sebelum kepunahan, ketika satu benua bernama Pangea ada, dan ketika suhu lautan dan tingkat oksigen mirip dengan hari ini. Dalam model mereka, mereka juga memasukkan sensitivitas suhu dan oksigen dari 61 spesies laut modern termasuk krustasea, ikan, kerang, karang, dan hiu. Kondisi sebelum Kematian Hebat mirip dengan kondisi sekarang, jadi kepekaan dari 61 spesies modern ini mewakili spesies pada saat kepunahan terburuk di Bumi.
Kemudian, mereka menaikkan suhu 10 derajat, sesuai dengan perubahan suhu 252 mya. Hasilnya memberi mereka gambaran geografis tentang Kematian Besar.
"Sangat sedikit organisme laut yang tinggal di habitat yang sama dengan yang mereka tinggali - itu melarikan diri atau punah," kata penulis kedua Curtis Deutsch, profesor ilmu kelautan UW. Dalam simulasi, spesies lintang tinggi hampir sepenuhnya musnah, sementara beberapa spesies yang lebih dekat khatulistiwa bertahan.
"Ini adalah pertama kalinya kami membuat prediksi mekanistik tentang apa yang menyebabkan kepunahan yang dapat langsung diuji dengan catatan fosil, yang kemudian memungkinkan kami untuk membuat prediksi tentang penyebab kepunahan di masa depan," kata penulis pertama Justin Penn , seorang mahasiswa doktoral UW dalam oseanografi.
Beberapa batuan dasar laut purba masih ada dari kepunahan terburuk 252 mya di Bumi, dan mereka memegang bukti kepunahan itu sendiri. Ada ekosistem laut yang berkembang dan beragam, kemudian petak mayat. Dan butuh jutaan tahun bagi Bumi untuk melakukan diversifikasi dan berkembang kembali. Dengan hasil simulasi mereka di tangan, para ilmuwan kemudian membandingkannya dengan rekaman fosil yang masih hidup.
Catatan fosil menunjukkan di mana spesies berada sebelum kepunahan, dan yang dimusnahkan sepenuhnya atau terbatas pada sebagian kecil dari habitat sebelumnya. Dan catatan fosil mengkonfirmasi apa yang ditemukan para peneliti: spesies yang paling jauh dari katulistiwa paling menderita.
Air dingin mengandung lebih banyak oksigen daripada air hangat, itulah ilmu dasar. Spesies yang disesuaikan dengan iklim yang lebih dingin, jauh dari garis katulistiwa, membutuhkan lebih banyak oksigen untuk bertahan hidup daripada spesies yang beradaptasi dengan perairan yang lebih hangat di dekat katulistiwa. Catatan fosil laut menunjukkan bahwa spesies laut yang jauh dari khatulistiwa menderita lebih buruk daripada yang lebih dekat khatulistiwa.
Ketika iklim menghangat dan tingkat oksigen laut turun, spesies pertama yang mati adalah spesies yang membutuhkan lebih banyak oksigen. Spesies yang lebih dekat dengan garis khatulistiwa memiliki tempat untuk pergi: mereka dapat meninggalkan garis katulistiwa dan menemukan air dengan kadar oksigen yang mereka terbiasa. Atau setidaknya beberapa dari mereka bisa. Tetapi bagi mereka yang lebih jauh ke utara dan selatan khatulistiwa, tidak ada tempat untuk pergi.
"Karena metabolisme organisme tropis sudah disesuaikan dengan kondisi yang cukup hangat dan rendah oksigen, mereka dapat pindah dari daerah tropis dan menemukan kondisi yang sama di tempat lain." - Curtis Deutsch, penulis bersama, Profesor Rekanan Oseanografi UW.
“Karena metabolisme organisme tropis sudah disesuaikan dengan kondisi yang cukup hangat dan rendah oksigen, mereka dapat pindah dari daerah tropis dan menemukan kondisi yang sama di tempat lain,” kata Deutsch. "Tetapi jika suatu organisme diadaptasi untuk lingkungan yang dingin dan kaya oksigen, maka kondisi itu tidak ada lagi di lautan dangkal."
Lautan yang memanas adalah whammy ganda bagi spesies laut. Saat lautan menghangat, tidak hanya tingkat oksigen turun, tetapi metabolisme spesies laut meningkat, dan mereka membutuhkan lebih banyak oksigen. Konsep utama di sini adalah rasio tingkat penawaran dan permintaan O2 yang bergantung pada suhu. Rasio ini, disebut Indeks Metabolik, mengukur ruang lingkup lingkungan untuk aktivitas aerobik dan diatur oleh kondisi lautan serta sifat sensitivitas termal dan hipoksia yang bervariasi antar spesies. Jika Indeks Metabolik untuk spesies tertentu turun di bawah persyaratan minimum mereka, mereka tidak bisa bernapas dan mati.
"Tanda tangan mekanisme pembunuhan itu, pemanasan iklim dan kehilangan oksigen, adalah pola geografis yang diprediksi oleh model ini dan kemudian ditemukan dalam fosil," kata Penn. "Kesepakatan antara keduanya menunjukkan mekanisme pemanasan iklim dan kehilangan oksigen ini adalah penyebab utama kepunahan."
Pemanasan dan kurangnya oksigen yang disebabkannya bukan satu-satunya faktor dalam kepunahan, tetapi menjelaskan lebih dari setengah hilangnya keanekaragaman laut. Menurut penulis, perubahan lain, seperti pengasaman atau pergeseran dalam produktivitas organisme fotosintesis, kemungkinan bertindak sebagai penyebab tambahan.
Apa artinya ini untuk masa depan? Jika pemanasan adalah penyebab utama The Great Dying, kepunahan terburuk dalam sejarah Bumi, maka pemanasan dapat mendorong kepunahan lagi. Bahkan, sudah.
Tingkat gas rumah kaca naik di Permian, dan naik hari ini. Bukan dari gunung berapi tentu saja, tetapi dari manusia.
"Di bawah skenario emisi bisnis-seperti-biasa, pada 2100 pemanasan di laut bagian atas akan mendekati 20 persen pemanasan di akhir Permian, dan pada tahun 2300 itu akan mencapai antara 35 dan 50 persen," kata Penn. "Studi ini menyoroti potensi kepunahan massal yang timbul dari mekanisme serupa di bawah perubahan iklim antropogenik."
Kita hidup melalui peristiwa kepunahan saat ini, yang disebut kepunahan Holosen. Ini dianggap kepunahan keenam, karena ada lima lainnya dalam 600 juta tahun terakhir. Kepunahan Holosen meliputi tanaman dan hewan, termasuk mamalia, burung, amfibi, reptil dan artropoda. Ini tidak semua didorong oleh iklim yang memanas, tetapi beberapa di antaranya. Hilangnya habitat keanekaragaman hayati dari aktivitas manusia adalah penyebab terpisah. Tapi itu adalah kepunahan, toh. Para ilmuwan berpikir bahwa tingkat kepunahan saat ini untuk spesies tanaman dan hewan adalah antara 100 dan 1.000 kali lebih besar daripada tingkat latar belakang kepunahan alami.
Masih harus dilihat seberapa hangat iklim kita, dan berapa banyak spesies yang akan punah. Mari kita berharap bahwa perubahan yang diperlukan dapat dilakukan untuk menghindari yang terburuk dari apa yang akan terjadi. Dan mari kita berharap tidak ada terlalu banyak letusan gunung berapi.
- Siaran Pers: Kepunahan terbesar dalam sejarah Bumi disebabkan oleh pemanasan global yang membuat hewan laut terengah-engah
- Makalah Penelitian: Hipoksia yang bergantung pada suhu menjelaskan biogeografi dan keparahan kepunahan massa laut akhir-Permian
- Entri Wikipedia: Kepunahan Holosen
- Makalah Penelitian: Kepunahan massal keenam yang disalahpahami
- Makalah Penelitian: Memperkirakan tingkat latar belakang normal kepunahan spesies
