Massiv algblomning bakom värsta massutdöendet

Massutdöendet i slutet av tidsperioden Perm, för 252 miljoner år sedan, har kopplats till stora vulkaniska utsläpp av växthusgaser. De ökande halterna av koldioxid och metan i atmosfären ledde till en extrem global uppvärmning, och förlust av nästan alla arter i haven och på land.

Uppvärmning gav algblommning

Nu visar det sig att inte ens sjöar och floder var tillflyktsorter för Permtidens djur. Forskare har identifierar en ny bakomliggande orsak till massdöd under extrem uppvärmning – giftiga växtplankton.

I ett hälsosamt ekosystem bidrar mikroskopiska alger och cyanobakterier med syre till den vattenlevande faunan genom fotosyntesen, men när mikroberna växer okontrollerat använder de stora mängder syre och släpper dessutom ut gifter i vattnet.

Forskarna vid Naturhistoriska riksmuseet i samarbetare med kollegor vid University of Nebraska (USA) har kartlagt skeendena under den värsta massdöden i livets historia, genom att studera fossil avsatta under tiden för utdöendet, längst kusten utanför Sydney, Australien.

Flera dödliga pulser av algblomning

Kemiska förändringar i de bevarat fossil och sediment visade att flera pulser av förödande algblomningar inträffat. De första bevisen på algblomning gick att datera till strax efter de första vulkaniska utsläppen relaterade till Perm-utdöendet.

När de flesta bottenlevande djuren väl dött ut fanns det inget som kunde hålla mikroberna i schack. Sjöar och floder fylldes med alger och bakterier, vilket kunde fördröja återhämtningen av ekosystem i upp till miljoner år.

När skogarna dog fick algerna näring

Huvudanledning till utveckling av den här typen av giftig algsoppa är ökande utsläpp av växthusgaser och höga temperaturer, vilket vulkanerna bidrog med.

Klimatsystemet blev starkt säsongsvarierat med perioder av intensiv nederbörd varvat med perioder av långvarig torka. Studierna visar att medeltemperaturen ökade under kort tid och att det efter katastrofen blev upp till 14 grader varmare. Temperaturökningen ledde också till utbredd torka vilket försenade återhämtningen av biologisk mångfald på land.

Den tredje anledningen till omfattande algblomning är ökat tillflöde av näringsämnen vilket den plötsliga skogsdöden bidrog med. När skogarna dog, forslades näringsämnen från marken ut i floder och sjöar och bidrog på så vis till algblomningen.

Paralleller till dagens uppvärmning

Vi kan dra paralleller till dagens uppvärmning, och enligt årets rapport från Förenta Nationernas Klimatpanel, IPCC, är människans påverkan på klimatet ”otvetydigt”.

Värmen gynnar spridningen av värmeälskande alger och mikrober. I kombination med en tillströmning av näringsämnen från vattenföroreningar, mestadels från jordbruk och avskogning, har detta lett till en kraftig ökning av giftiga alger. Konsekvenserna är: massdöd av fisk, allvarliga hälsoeffekter för människor, husdjur och boskap och en årlig kostnad för samhället räknat i miljarder (USD).

De avgörande resultaten från de aktuella studierna visar att klimatförändringen i slutet av Perm var mycket uttalad och ledde till långa perioder av torka samt att effekterna av algblomning kan vara kvar under extremt lång tid, räknat i tiotusentals år.

– Till skillnad från forntida massutdöenden har vi idag dock en möjlighet att förhindra dessa giftiga algblomningar genom att ta hand om våra skogar samt begränsa utsläpp av näringsämnen och av växthusgaser, säger professor Vivi Vajda vid Naturhistoriska riksmuseet

Vetenskaplig artikel om algblomning under Perm:

Lethal microbial blooms delayed freshwater ecosystem recovery following the end-Permian extinction (Mays Chris*, McLoughlin Stephen, Frank Tracy, Fielding Chris, Slater Sam, Vajda Vivi) Nature Communications .

Vetenskaplig artikel om snabb klimatförändring under tidsperioden Perm:

Pace, magnitude, and nature of terrestrial climate change through the end-Permian extinction in southeastern Gondwana (Frank, T.D*., Fielding, C.R., Winguth, A.M.E., Savatic, K., Tevyaw, A., Winguth, C., McLoughlin, S., Vajda, V., Mays, C., Nicolls, R., Bocking, M. & Crowley, J.L.) Geology 

Kontakt:

Vivi Vajda, Professor vid Naturhistoriska riksmuseet, vivi.vajda@nrm.se
Steve McLoughlin, Professor vid Naturhistoriska riksmuseet, steve.mcloughlin@nrm.se