Kira-kira satu perempat daripada satu bilion tahun lalu, sebuah kiamat melanda Bumi. Dikenali sebagai Great Dying, ia menderita lebih banyak nyawa daripada sebarang kepupusan massal yang diketahui sains, termasuk yang dilakukan di dinosaur bukan burung 65 juta tahun yang lalu. Lebih 90 peratus daripada semua spesies di planet ini telah dihapuskan, dari trilobit berpakaian baju perang di lautan hingga reptilia gergasi di darat. Hutan makhluk pelik hilang, memberi laluan kepada nenek moyang flora dan fauna moden.
Kandungan Terkait
- Pembasmian Gunung Berapi Massa yang Mencetuskan "Great Dying"
- Bagaimana satu Akta Evolusi Hampir Menghapuskan Semua Kehidupan di Bumi
Apa yang menyebabkan bencana telah lama menjadi subjek teori-teori perdebatan dari kesan asteroid ke mikrob metana-belching. Senario yang paling popular bermula dengan gunung berapi di Siberia masa kini, yang meletus pada masa yang tepat untuk menendang masalah, termasuk perubahan iklim. Kini, satu pasukan penyelidik telah menemui bukti fizikal bahawa hujan asid yang sangat dahsyat yang dihasilkan oleh letusan besar ini boleh memainkan peranan dalam kehilangan nyawa.
"Untuk pertama kalinya, kita boleh mengatakan bahawa tanah dari masa ini mempunyai keasaman yang sama seperti cuka, " kata Mark Sephton, ahli geologi di Imperial College London yang pasukannya akan menerbitkan hasilnya pada bulan Februari dalam jurnal Geologi.
Sephton dan rakannya memeriksa jejak tanah kuno di strata batuan yang berlaku sejak kepupusan, yang berlaku pada akhir tempoh Permian sekitar 250 juta tahun yang lalu. Pada masa ini, semua landasan dunia telah disambungkan ke Pangea supercontinent. Batu-batu, yang digali di apa yang sekarang adalah Utara Itali, mengandungi bahan yang sangat menarik: vanillin, molekul yang sama yang memberikan rasa dan aroma vanila.
Mark Sephton dan pengarang bersama kajian Cindy Looy menyiasat sempadan Permian-Triassic di Butterloch Canyon, Itali. (Sihat daripada Mark Sephton) Vanillin secara semulajadi dihasilkan oleh tumbuh-tumbuhan dan terdapat dalam kayu. Tetapi ia tidak sepatutnya bertahan lama di dalam tanah, di mana bakteria melepaskan enzim yang memecahnya. Menemukan sejumlah besar yang dipelihara selama ratusan juta tahun bahkan lebih mengejutkan.
"Ini sudah pasti luar biasa, " kata Tim Bugg, ahli kimia biologi di University of Warwick yang tidak terlibat dalam kajian itu. "Untuk melihat terkumpul vanillin mungkin mencadangkan kekurangan aktiviti degradasi bakteria."
Untuk menjelaskan keletihan bakteria, para penyelidik berpaling kepada industri tenusu untuk inspirasi. Pengeluar susu sering merasakan minuman mereka dengan menambahkan sedikit vanila. Eksperimen telah menunjukkan bahawa susu berasid melindungi bahan tambahan dan memanjangkan rasa, kerana pH yang rendah tidak mengaktifkan enzim yang akan mensasarkan vanillin.
Aktiviti bakteria tanah di alam liar boleh menjadi sama sensitif terhadap asid, yang juga akan menjelaskan mengapa batu-batu Itali mengandungi sejumlah kecil bahan kimia yang dipanggil asid vanilat yang cenderung dihasilkan oleh bakteria vanillin-munching. "Data kami sesuai dengan idea bahawa hujan asid menyebabkan mikrob berhenti berfungsi, " kata Henk Visscher, paleoecologist di Utrecht University di Belanda dan ahli pasukan Sephton.
Kajian hujan asid yang dihasilkan pada abad ke-20, terutamanya oleh loji pembakaran bahan bakar fosil, telah menunjukkan bahawa ia boleh mengganggu ekosistem. Pemendakan beracun melepaskan nutrien daripada tanah dan merosakkan tumbuh-tumbuhan. Kehilangan tumbuh-tumbuhan boleh mengakibatkan hakisan yang meluas, sepatutnya septum, dan kekurangan makanan yang menjadikan hidup lebih sukar bagi makhluk yang lebih tinggi pada rantaian makanan.
Imej mikrograf cahaya menunjukkan kerusakan tisu yang dilakukan pada daun cemara oleh hujan asid. (Sains Photo Library / Corbis) Penemuan itu adalah berita baik bagi Benjamin Black, kini seorang ahli geologi di University of California, Berkeley. Semasa di MIT, beliau membantu membuat simulasi komputer yang menganggarkan jumlah dan keterukan hujan asid yang boleh dihasilkan oleh letusan Siberia. "Harapan saya apabila saya membuat ramalan bahawa kita akan mencari jalan untuk mengujinya, " kata Black.
Diterbitkan pada tahun 2013, model mencadangkan bahawa karbon dioksida yang dilepaskan oleh letusan boleh menurunkan pH hujan menjadi kira-kira 4, keasidan jus tomato. Tambah dalam sulfur dioksida, satu lagi pelepasan gunung berapi yang umum, dan keasamannya boleh menjadi lebih buruk seratus kali ganda-Hemisfera Utara dapat dijepit dengan hujan lebat sebagai berasid sebagai jus lemon yang tidak direhatkan.
"Ia tidak boleh menjadi kebetulan bahawa vanillin muncul tepat pada masa ini, " kata Greg Retallack, paleobotanis di Universiti Oregon yang tidak terlibat dalam penyelidikan. Tetapi dia memberi amaran bahawa pendekatan yang baru dan tidak dikenali untuk mengkaji tanah kuno mesti diteliti dengan teliti. Retallack juga mempersoalkan sama ada pelepasan sulfur dioksida dari gunung berapi Siberia mungkin mempunyai kesan sedemikian global. Pencemar ini biasanya membentuk zarah aerosol berat yang turun dari langit, mengehadkan sejauh mana ia boleh bergerak.
Hujan asid teruk yang dicadangkan oleh pasukan Sephton boleh menjadi kerja letusan yang lebih kecil berhampiran dengan tapak yang dikaji, mencadangkan Retallack. Kemungkinan lain ialah, dalam keadaan tertentu, mikrob boleh menghasilkan asid sulfurik dan menghasut persekitaran mereka sendiri. Dalam kedua-dua kes, kejatuhan dalam pH tanah telah terhad kepada rantau ini.
Membangunkan kes wabak hujan asid di seluruh dunia mungkin memerlukan mencari jauh lebih jauh. Jejak tanah purba yang berasal dari Great Dying telah muncul bukan sahaja di Itali tetapi juga di tempat-tempat seperti China dan Greenland. Kajian masa depan boleh menguji sama ada batu ini juga mengandungi sedikit vanila.
